Cette seconde enceinte repousse les défenses une centaine de mètres plus au sud de l'enceinte précédente. Elle englobe également le quartier de Sous-Murs se situant sur les flancs est de la cité.

Equipée de quelques tours et de quatre portes (actuelles portes Boulière et Henri IV, anciennes portes Lambert-Payen et Chambeau), c'est principalement une limite fiscale destinée, pour le compte de l'évêque, à contrôler le champ de foire (actuelle place Diderot).

Les limites Sud de cette enceinte se situent le long des rues des Terreaux, du Grand-Bie et du Petit-Bie. Elle est en partie visible entre la tour Saint-Didier et la porte Boulière, ainsi que dans le mur de soutènement de la cour du collège Diderot (rue du Petit-Bie).