Risale al I-II secolo d.C. e rappresenta, nel suo genere, uno dei monumenti meglio conservati di tutto il mondo romano. Si tratta di una robusta costruzione in laterizio, dalla facciata scandita da due ordini di finestre, alternate da trabeazioni e lesene, fiancheggiata da due torri poligonali a sedici lati alte trenta metri. Nella facciata si aprono quattro fornici, due maggiori per il transito dei carri e due minori per il passaggio dei pedoni. Tutto l'interturrio è segnato orizzontalmente da una fascia marmorea inserita per motivi estetici, o forse per porvi un'iscrizione poi mai eseguita. Dietro la facciata si appoggiava un edificio a pianta quadrata (la statio), del quale si vedono solo le fondamenta, che ospitava il corpo di guardia. Questa tipologia era probabilmente comune anche alle altre tre porte principali della città romana. Usata anche dopo la caduta dell'impero romano, la porta conservò nel tempo la funzione di palazzo-fortezza, fino al Medioevo inoltrato. Il nome ad essa attribuito di Porta Palazzo (poi acquisito dalla porta medievale aperta al termine della vicina via Milano, e poi dall'intera zona) ne testimonia l'importanza.

La Porta Palatina oggi, dopo i restauri dei secoli XIX e XX, senza le sovrastrutture che nel tempo le si erano addossate. A fianco della Porta Palatina si erge un poderoso tratto di mura romane con sopraelevazione medievale.

La Porta Palatina fotografata alla fine del XIX secolo, prima degli interventi di restauro che ne cancellarono le sovrastrutture medievali mettendo a nudo la primitiva struttura romana. Tali restauri rappresentano uno dei tanti esempi di come la nostra città ha, poco alla volta e per motivi molto diversi tra loro, perduto gran parte delle tracce che il Medioevo aveva lasciato nell'antico tessuto urbano.

Nel corso del Medioevo l'edificio cambiò diverse volte nome. Nel XI secolo viene chiamato porta Turrianica e nel seguente porta Doranica (lo studioso ottocentesco Promis cita documenti del 1124 e del 1188), porta Vercellina e infine soltanto porta Palatii. Benché la costruzione venisse chiusa al traffico sotto il ducato di Emanuele Filiberto, il Promis ci informa che era ancora usata all'inizio del '700, attraverso la sola "passata di levante, essendo sin dai remotissimi tempi murata l'altra colle due minori". Già nel basso Medioevo, infatti, la porta più importante a settentrione era diventata quella di San Michele (aperta al termine dell'attuale via Milano). I definitivi restauri del vetusto edificio, ordinati sin dal 1860, durarono, a riprese alterne, fino al 1934. Durante i lavori furono tra l'altro abbattuti, perché ritenuti "anacronistici", i merli ghibellini a coda di rondine (eretti nel XV secolo sulle torri romane) e venne asportato il tondo in stucco con la scritta "IHS"(la cui sistemazione nell'interturrio risaliva al 1511), ora conservato al Museo Civico di Arte Antica. I restauri risparmiarono invece le bocche di lancio marmoree, d'epoca cinquecentesca, anch'esse, secondo il progetto originario, destinate ad essere rimosse.