虎井，17世紀的外國地圖稱呼她為Groote Taeffel ，圖名：＜Kaart van het Eyland Formosa en de Eylanden van Piscadore＞（福爾摩沙島與澎湖群島圖），此圖繪製於1642-1653年，已有虎井嶼的記錄。《熱蘭遮城日記》對虎井的記載也是屢見不鮮，例如1631年3月6日「……於是Beverwijck號遂於今夜跟我們揮別出航，我們也隨即揚帆啟航。7日夜裡來到澎湖，停泊在那個大桌島（Groote Taeffel）下面。」1683年施琅率軍攻打澎湖，在其＜請決計進勦疏＞中也提及「……至初五日未時到澎湖貓嶼；時各船未便輕進；灣泊花嶼．初六日黎明，率各船由虎井過獅嶼頭，瞭見劉國軒賊艘盡泊於媽宮…。」虎井於清初已有翁姓、陳姓牧羊開墾，在此落地生根。然而最令虎井聲名大噪者非「虎井沉城」莫屬。
如何淵底立堅城，可是滄桑幾變更？
寂寞山河沈舊恨，屏藩海國值時清。
難尋危堞千層砌，猶見頹垣一片傾。
我欲燃犀來照取，驪龍頷下探晶瑩。
然而，此地海潮凶險莫測，「虎井沉城」難以讓一般人靠近一探究竟。「虎井沉城」的神秘面紗卻也吸引中外的目光，各種揣測多有。1982年臺灣潛水界名人謝新曦與蘇淵曾率領2組潛水隊，在聯合報系的贊助下入海探險，發現海底有南北向石牆﹐高出海底約3米。1996年，日本人得到臺政府的同意，邀請謝新曦再到虎井潛探石牆，又發現有東西向石牆，與南北向的石牆成直角，形成十字型城郭狀構造物﹐並在北端有直徑20米的圓形構造物。這些潛探成果多有披露，有的認為是澎湖玄武岩地質所形成的自然構造；大多數認為是人為的建築。遂有認為「虎井沉城」是隋代建築，有的認為是荷蘭人所築的紅毛城。各種臆測天馬行空出現。臺大黃士強教授則以為，澎湖萬年以來，地殼並無重大變動，唯一的變動是在冰河期之前，約距現在12,000年到80,000年間，海平面比現在低約106米。台灣海峽當時是陸棚，而澎湖海溝也許多撈獲古生物化石、石器等，近年來更有澎湖原人的考古新發現，此地曾是陸地早為學界所確認。黃教授也推斷虎井海底沉城﹐極可能在冰河時期建造於陸棚上。
澎湖島虎井嶼山東首。近海約一里餘海底有沈城一座。屹立聳拔。其雉堞灰磚。宛然不稍移動。近有桶盤鄉漁人十餘。搖一網船。在此沈城內布網圍烏尾冬魚。計得七八百斤之數。有善泅水能禁氣者。在城內周行一遭。云此沈城比媽宮城略小。東西南各造一門。惟北門無有。城樓亦不甚軒宏。風日晴霽之時。水清見底。游魚可數。往來雉堞間。悠然自得。見人不甚畏懼。第此城不知建於何時何代。或謂荷蘭踞澎之時。即築有此城在山上。以資防守。不知何時翻落海中。仍依然屹峙。斯亦海客談瀛者之一奇觀也。
不獨虎井有沉城的傳說，望安鄉東吉嶼西方海底也發現有疑似人工堆砌的石牆。中東有一種建築稱之為沙漠風箏，由巨石構成。這些巨石已逾5000年之久，原本誰都不明白這些石牆是作何用？最近經由科學家考古已得知，石牆大多出現在動物的遷徙路線上。簡言之，沙漠風箏就是一個巨大牲口柵欄，其功能是捕捉動物，如同石滬一般。讓我們想像一下，海底城就是另一種型態的沙漠風箏，用以捕捉冰河時期遷徙於大陸棚上的動物，而非國家、聚落之類的政治或軍事思考，破除"城"的概念，或許可以引領進行不同的研究方向。我們的桶盤先人不也把海底城當成石滬，圍網捕捉黑尾冬嗎？
百餘年前，澎湖的先民憑藉著一口氣，潛入虎井沈城海域利用沉城的雉堞灰磚圍網捕魚，並將虎井沉城的規模外觀作清晰的描述：「此沈城比媽宮城略小。東西南各造一門。惟北門無有。城樓亦不甚軒宏。」多麼精采的虎井沉城！百餘年後，我們有最先進的裝備與技術，若有一顆探究的心，先民們探究的成果將是我們重要的基石。
澎湖古八景其中之一的「虎井澄淵」，在天氣晴朗且大退潮的時候，從虎井嶼東山的海岸往海底望可以看見類似城牆建物的影像在海中若隱若現。在澎湖廳志和台灣通史都有記載著有關於這個海底城牆的故事。潛水專家謝新曦曾在1976年時接受當時澎湖縣長謝有溫的委託，進行尋找虎井沉城正確位置的任務。終於在1982年，在虎井東山外海海底發現類似沉城的建物。1982年10月23日，謝新曦帶著他數名學生（魏文宗、黃郁文、陳應中）從虎井嶼面對馬公市嵵裡里方向距離海岸兩百公尺處下潛約4公尺，就看見了類似長牆的物體。
虎井澄淵：屹立崔嵬似虎眠，紆回玉井見澄淵。魚梭細織波間練，豹管遙窺洞裏天。水面螺紋風一縷，江心鏡影月千川。危峰瀉出源流遠，祗覺虛涵上下連。
虎井嶼觀海中沈城：如何淵底立堅城，可是滄桑幾變更？寂寞山河沈舊恨，屏藩海國值時清。難尋危堞千層砌，猶見頹垣一片傾。我欲燃犀來照取，驪龍頷下探晶瑩。
虎井嶼東南港中沉一小城，周圍可數十丈，磚石紅色。每當秋水澄鮮，漁人俯視波底，堅垣壁立，雉堞隱隱可數。有善水者，沒入海底，移時或立城堞上、或近城趁魚蝦之屬，言之鑿鑿。但不知何時沉沒，滄桑變易，為之一慨（參「續編」。按周凱有「虎井沉城」詩，載「藝文」！按明末，外寇築炮樓於蒔里澳海邊，堅致如鐵。巡撫南居益遣兵攻之。賊首高文律拒守不下，官軍以火藥轟之，樓傾入海（事見「居益奏疏」及「外史」諸書）。虎井與蒔裡毗連，意者今之沉城其即當日沒入海中之堅樓歟？不可考矣。