红山堡藏兵洞位于宁夏灵武市水洞沟东面，藏兵洞与水洞沟之间，有一段4公里长的大峡谷。大峡谷与明代长城相伴，它的尽头就是明代城堡红山堡（又称横山堡）。红山堡，始建于明代弘治十六年（1503年），是为军事防御修建的。明代北部边境久不太平，鞑靼、瓦剌贵族经常率兵南下，到中原地区掠夺人口、财物、牲畜，骚扰百姓，杀伤边民。由于他们经常在草盛马肥、粮熟秋收之际入境抢掠，明朝不得不于此时调集军队对抗其骚扰。这一军事行动，也就称之为“防秋”。“防秋”耗去了明朝大量的人力、物力、财力。明代在长城沿线的防御是70里建一城、30里修一堡。城堡之间，根据军事需要修建障城。在长城内侧，每隔5里还要修筑一座黄土夯筑的烽火台。与“藏兵洞”结成“攻守同盟”的红山堡，就是一处障城。它也是长城防御体系的重要组成部分。由于防守任务加重，正德十六年（1521年），宁夏都指挥使史镛对红山堡进行了扩建，守军也由初建时的102人增加到251人。
红山大峡谷是个完全由黄土构成的峡谷，典型的雅丹地貌，谷深峡陡，群峰对峙，虽经风雨持续不断的洗礼，却仍能傲然矗立，形成壁立高耸、奇形怪状、经年不倒的“土林”。
“土林”的土质十分坚硬，藏兵洞就藏匿于“土林”之间，建在红山堡城边大峡谷的两侧并与城堡相通。它与长城、城堡共同构成一个完整、科学、协调的防御体系。
红山大峡谷大致呈东西走向，与附近的明长城交错而行，总长6000余米，平均宽约20米，深50～100米，为洪水冲刷而成。在沟壑之内的断崖上，共分布着12个洞口，南边5个，北边7个，从南侧已发掘整理的洞口进入，便是闻名于世的藏兵洞。目前，已发掘整理的藏兵洞长960多米，总面积3200多平方米。土洞分为两层，蜿蜒曲折，洞道内左右分布有大小不等的21个土室，有的高约2米、宽1米；有的洞口则不到1米高，参观者只能躬腰入内。部分洞室内有通往大峡谷的小洞，通气透光。洞内有的大土室两旁还分布有小土室。洞内出土了大量的盾牌、刀、铁蒺藜等冷兵器，还发现了罕见的德国产火炮。据推测，此洞为明代古长城军事防御体系的一部分，是宁夏发现的保存较完整的古长城立体军事防御遗址。从藏兵洞的发掘情况和内部结构看，红山堡藏兵洞的使用在历史上不仅仅为明代，可能还要上溯到更早的时期。藏兵洞对研究我国古代长城军事防御体系和古灵州的战略地位具有很大的佐证价值；藏兵洞的深入发掘和研究对丰富地区历史文化资源，推动宁夏以边塞军旅文化为主线的东线旅游业发展具有重大意义。
红山堡藏兵洞是我国西部地区目前发现最早的地道战遗址。红山堡遗址为明长城屯兵的城堡，从南门进入，为半圆形瓮城，有照碑作为屏障，从瓮城东门进入堡内，为1平方公里见方的城堡，还见得残留辘轴、磨盘及大量破碎民用瓷器碎片。藏兵洞的出口就在城堡内东南角。由此推断，藏兵洞为地上防御与地下防御相结合的立体式长城军事防御藏兵之地，在防御中可以实现突然袭击，以守为攻。
红山堡藏兵洞呈立体布局，深及地下5~10米，洞窟环环相绕，彼此勾连，按其功能分有瞭望口、作战指挥室、宿营室、会议室、通道陷人坑，利用出入口高差自然通风。洞内则高矮各异，宽窄不一，延伸曲折，走向不定，既有宽大的藏兵洞，又有窄小的迷魂洞、迷障巷道等军事专用设施。同时，还备有通气孔、放灯台、蓄水井、土炕等生活设施。底层设有兵器库和粮库，完全可满足士兵的军备、军训和生活，在战争期间对于军需物资的储备和兵源的设伏，都有十分重要的作用。在藏兵洞的一个洞穴中，出土了100多斤粮食，有小麦、粟米（黄米）、黑豆及面粉，其中粟米有40余斤，但均已腐朽变质。专家推断，从出土粮食的品种可以看出明代宁夏驻兵的主食结构和生活状况。
同时，从洞窟的布局看，又具有明显的战道价值，可以因地制宜、随时寻机、因敌而异，运用伏击战、袭击战、破击战、围困战、阻击战等隐蔽战术，出其不意打击侵入洞中的敌人。也可居高临下，与北侧洞窟遥相呼应，联合打击进入红山大峡谷的敌军部队，使其防不胜防。
藏兵洞中的十几孔洞穴中，位于洞道中心位置的一孔洞穴面积最大，达12平方米。这孔洞穴内又有一小洞穴，长2米、宽0.9米，可容一人卧睡。在其旁边，是一孔伪装成壁柜的“逃洞”，进入壁柜，可逃往其他洞道。从布局分析，这孔洞穴极有可能是守卫红山堡的游击将军的居所。从通道陷阱和兵器库头盔内发现了人类骷髅头，更加证明了藏兵洞平战结合的功能。
近年来，古代藏兵洞和战道在国内多有发现，比较有影响的有：南京中华门瓮城上下两层分布有27个藏兵洞，据考证为明初朱元璋所修；河南许昌藏兵洞，也叫转军道，为曹操的军事设施，曹操正是利用这45里通道神出鬼没、出奇制胜，奠定了定鼎中原的基础；安徽省黄山市屯溪镇花山迷窟，被推测为越王勾践为复仇伐吴而秘密凿建的地下战备基地；山西平顺实会村藏兵洞，背依大云院，面临浊漳水，扼守晋豫古今交通要道，相传为三国马超所筑，隋末唐初，本村籍将军马三宝为避兵将其规模扩大；河北省永清县藏兵洞，入口设计在地势较低的水井内，既隐蔽又能保证水源，为宋辽两国连年征战的古战道；江苏淮安楚州区古代藏兵洞等，素有“地下长城”之美誉。但灵武市红山堡藏兵洞，是我国西部地区首次发现的地道战遗迹，而且在攻防体系上与抗日战争时期冀中平原清苑县冉庄地道战有异曲同工之妙，可谓是我国古代军事战争史上的一大创举。