환인 시가지에서 동북쪽으로 8.5km 떨어진 오녀산(五女山)에 자리잡고 있다. 해발 820m의 정상부는 넓은 평탄지로 천혜의 요새지이다. 환인댐으로 인해 본래의 자취를 많이 잃었지만, 산 아래로 혼강(渾江)이 있어, 이곳이 광개토왕릉비(廣開土王陵碑)에서 비류곡(沸流谷) 홀본(忽本) 서쪽 산 위에 세웠다고 전하고 있는 흘승골성임을 알려준다.
흘승골성은 험준한 자연지세를 이용하여 성벽을 축조하였는데, 서·남·북은 깎아지른 절벽을 천연장벽으로 삼은 반면, 지세가 험준하지 않고 완만하게 경사진 동쪽과 동남쪽에는 다듬은 돌로 안팎의 성벽을 쌓아 올렸다. 동벽은 정상부에서 200m 정도 아래의 동편 산허리에 남북의 방향으로 축조되었는데, 안쪽으로 휜 활 모양으로 약 1,000m에 이른다. 남벽은 110m의 길이로 정상 남단의 작은 장대(將臺) 아래에서 시작하여 동남쪽으로 70m 쯤 가다가 동으로 꺾여 동벽과 만난다. 동쪽 끝 구간의 성벽이 잘 남아 있다.
성곽시설로는 동·서·남쪽에 각각 성문터가 남아 있다. 서문은 서쪽 골짜기 입구에 마련되어, 험준한 절벽이 양쪽 벽체를 이루며 성문 바깥쪽에 여러 겹의 석벽을 쌓아 지그재그형으로 통과한 장방형 옹성문 구조를 띠고 있다. 남문은 남벽이 동벽과 만나는 곳에 위치하였는데, 현재는 허물어진 채로 남아 있다. 반면 동벽 남단에 자리잡은 동문은 성벽 양끝이 엇갈려 지나고 북쪽에서 내려온 성벽이 반원형을 이루면서 성문 안쪽을 감싸고 있다.
이밖에 두 곳의 대형 건물터가 발견되었는데, 온돌이 시설되어 있었다. 정상부 동남쪽 가장 높은 곳에는 자연의 석대를 이용한 장대가 있는데, 이곳에 서면 환인 시가지와 환인댐에 갇힌 혼강의 전경이 한눈에 들어온다. 작은 장대가 하나 더 동북쪽에 있다. 한편 성의 남쪽 아래에는 본래 장강 유적이, 내려다 보이는 동남쪽 대안에는 고려묘자 무덤떼가 있고, 거기에는 대형 돌무지무덤 수십 기가 분포되어 있었다. 현재는 모두 수몰되었다. 서벽 중앙부에는 천지(天池)라 불리우는 저수지가 있다. 저수지의 네 벽은 성벽에 사용된 쐐기형 돌로 축조되었다.
출토 유물로는 기원 전후까지 소급하여 볼 수 있는 철제품을 비롯하여 고구려 전기의 유물들이 다양하게 나왔다. 그러나 입지조건의 불리함을 고려할 때, 고구려 도성제의 특징인 평지성과 산성의 조합을 고려하지 않을 수 없다. 즉 평지의 도성은 인근의 하고성자성(河古城子城)이나 나합성(蝲哈城)이며, 흘승골성은 비상시의 산성으로 이해된다.