La Fortezza Orsini, inespugnata fortezza della famiglia Orsini, costruita in posizione dominante il borgo di Sorano è un grandioso esempio di architettura militare dell'epoca.
La Fortezza Orsini di Sorano fu costruita dagli Aldobrandeschi nel XII secolo, nel 1293 passò alla famiglia Orsini con il matrimonio tra Anastasia Aldobrandeschi e Romano Orsini. Ancora oggi, sopra il portale di accesso è presente lo stemma con le insegne degli Orsini e degli Aldobrandeschi. Gli Orsini la ristrutturarono ed ampliarono facendone un vero capolavoro di architettura difensiva. La mole della fortezza è decisamente imponente, ma dall'esterno non si riescono a percepire con esattezza le sue dimensioni, poiché si sviluppa per buona parte in profondità, su ben cinque piani sotterranei! La complessa struttura è stata ricavata modellando abilmente lo sperone tufaceo su cui sorge.
Era una fortezza autosufficiente, munita di cisterne per la raccolta dell'acqua piovana, un mulino, perfino una cava di tufo e poteva contenere tutti gli abitanti del paese. Non è mai caduta sotto gli assalti nemici, resistendo a vari assedi tra cui quello senese del 1454, quando Sigismondo Pandolfo Malatesta, al comando di un esercito di oltre dodicimila uomini, fu costretto a rinunciare dopo ben tre tentativi andati a vuoto.
Oggi la fortezza è interamente visitabile, alcuni ambienti ospitano il Museo Civico e Archeologico, inoltre i vari edifici sono collegati da gallerie e camminamenti sotterranei, anch'essi visitabili, che formano dei veri e propri labirinti. Alcune gallerie risalgono addirittura all'epoca etrusca.
Durante i lavori di restauro effettuati nel anni Sessanta, in una piccola stanza della torre ottagonale, che pare essere stata l'alcova di Niccolò IV Orsini, sono stati rinvenuti vari affreschi tra cui lo spartito di un madrigale cinquecentesco rappresentante le musiche di Domenico Maria Ferrabosco.