Porta Nuova venne eretta tra il 1532 e il 1540, su progetto dell'architetto Michele Sanmicheli e del Capitano Generale della Chiesa Francesco Maria Della Rovere, nell'ambito di un importante rinnovamento della cinta muraria meridionale della città; essa fu giudicata molto positivamente da Giorgio Vasari, il quale asserisce che non vi fu "già mai altr'opera di maggior grandezza né meglio intesa".
Sanmicheli realizzò anche Porta Palio e Porta San Zeno, esempi del patrimonio rinascimentale della città.
A differenza di Porta Palio, realizzata secondo i canoni estetici rinascimentali, reclama una funzione strettamente militare, come suggeriscono muri e pilastri spessi, abbastanza da resistere al rinculo dei cannoni, e ampi tanto da permettere la manovra degli stessi.
Nel corso degli anni la porta ha subito diverse modifiche a causa della sua posizione sul principale asse stradale di accesso alla città.
Significativa è quella voluta dagli Austriaci nel 1854 per agevolare il transito, aprendo un secondo fornice sulla destra per l’ingresso alla città e uno sulla sinistra per sole ragioni di simmetria.
I due portali alle estremità della facciata interna conducono ad una galleria, detta di contromina, che corre sotto la porta e sotto le strade fino ai bastioni di SS. Trinità e dei Riformati.
