Mittelpunkt der Altstadt ist der von Bauten aus dem 17. und 18. Jahrhunderte umgebene Marktplatz, in dessen Mitte ein Brunnen aus Sandstein steht. Auf der Südseite des Platzes steht das im Jahr 1827 errichtete alte Rathaus. Das Glockenspiel am Rathausgiebel ist täglich um 11:00 und 12:00 Uhr sowie stündlich von 15:00 bis 18:00 Uhr zu hören.
Vom Marktplatz kommt man in die Breite Straße, in der einige gute erhaltende Fachwerkhäuser stehen. Die Breite Straße führt an der neugotischen Kirche St. Jakobi vorbei. Es lohnt ein Blick ins Innere auf die farbigen Wand- und Deckenmalereien.
Biegt man vom Breiten Weg in die Straße Winkel ein, gelangt man zu Töpfers Mühle, eine gut erhaltene Windmühle, und zum Schmedenstedthaus. Das im Jahr 1685 errichtete Fachwerkhaus stand einst im Ortsteil Schmedenstedt und wurde später umgesetzt. Heute befindet sich die Stadtbücherei in dem Gebäude.
Folgt man den Breiten Straße über die Straße Gröpern und die Bahnhofsstraße gelangt man auf den größten Platz der Stadt, den Friedrich-Ebert-Platz. Sehenswert ist hier der 1908 erbaute Wasserturm.
Reste einer im 12. Jahrhundert erbauten Burganlage kann man im Burgpark sehen, zu dem man vom Marktplatz kommt, wenn man der Straße Am Amtshof folgt.
Die Straßenzüge Damm und Kniepenburg sind der älteste Teil Peines. Das Dammviertel war bis 1852 eine selbständige Gemeinde, die 1852 eingemeindet wurde. Der Damm endet an der Ostseite des Marktplatzes.
Vom Marktplatz kommt man über die Markstraße zum Hagenmarkt. Dieser wurde mit seinen sternförmig abgehenden Straßen nach französischem Vorbild angelegt. Bis 1900 fand hier der Ferkelmarkt statt. Heute ist mittwochs und sonnabends Wochenmarkt. Teile des Hagenmarktes sind heute Parkfläche.
Geht man vom Hagenmarkt in die Schillstraße, gelangt man zum Gebäude der ehemalige Härke-Brauerei, die 2023 ihren Betrieb eingestellt hat.
