In età romana gli ingressi allo spazio urbano, i punti di passaggio dall’esterno all’interno, avevano una loro autonomia architettonica che spesso corrispondeva anche a un’evoluzione del tutto separata da quella delle cortine murarie. In diversi casi, come probabilmente è accaduto ad Augusta Taurinorum, la porta poteva essere costruita ben prima che si elevasse la cinta muraria, con il solo scopo di monumentalizzare l’ingresso allo spazio urbano. Le porte erano quindi collocate su un perimetro astratto o segnato da una semplice palizzata che divideva dal punto di vista amministrativo e religioso la città dalla campagna.

Verso la fine dell’età repubblicana le sperimentazioni architettoniche nella realizzazione delle porte urbiche portano al perfezionamento di una tipologia che avrà molto successo, quella della porta con cavedio. Si tratta di porte doppie con un cortile aperto centrale e il lato verso l’esterno chiuso da una saracinesca o da battenti; alte torri laterali poligonali fungevano da rinforzo prima solo della cortina esterna e poi anche di quella interna. Il cortile interno, circondato da alte mura, aveva la funzione di monumentale vestibolo d’ingresso alla città, posto di controllo e probabilmente di riscossione dei dazi, e di eventuale trappola per gli assedianti che fossero riusciti a forzare la prima porta.

La struttura è del tutto simile a quella della porta ”Decumana” inglobata in Palazzo Madama: due torri a sedici lati, alte ancora oggi più di trenta metri, erette su una base quadrata, affiancano un corpo centrale lungo circa venti metri nel quale si aprono due fornici carrai centrali e due più piccoli fornici pedonali laterali. Nel corpo centrale (interturrio) si trovano due ordini sovrapposti di finestre, ad arco il primo e con piattabanda piana il secondo. Le torri, oggi vuote, conservano all’interno le tracce dei solai originali in legno; quattro ordini di finestre ad arco si aprono su lati alterni. Sulle pareti interne dei passaggi sono ancora visibili le guide di scorrimento delle grate di chiusura delle porte, che venivano manovrate dal piano superiore.

La muratura ha paramenti esterni in mattoni sesquipedali e un conglomerato interno di ciottoli e malta; a intervalli regolari il piano è segnato da un corso di mattoni. Mentre la facciata interna è liscia, motivi decorativi architettonici movimentano quella esterna: i fornici sono delimitati in alto da una fascia di pietra chiara e da una cornice aggettante con gocciolatoio a dentelli; nel primo ordine leggere paraste inquadrano le finestre, mentre nel secondo, sottolineato da un’altra cornice con gocciolatoio a dentelli, le finestre sono profilate da una elaborata piattabanda con archetto di scarico.

Alla facciata interna era addossato il cavaedium, l’avancorpo quadrato a corte interna aperta che monumentalizzava l’ingresso in città; le poche tracce superstiti fanno ipotizzare una profondità di circa dodici metri.

La porta mantiene a lungo la sua funzione, anche se sembra sia stata trasformata in castrum già nell’XI secolo. Nel XII secolo è nota come porta Doranea o Doranica, mentre il suo nome attuale si impone probabilmente verso la fine del secolo seguente. All’inizio del XV secolo viene completata da merli a scopo difensivo. Il cavaedium sembra non esistere più già nel XVI secolo, ma la porta continua a funzionare, se pure con un solo fornice percorribile, fino all’inizio del XVIII secolo. Le ristrutturazioni settecentesche e il completamento della nuova cortina difensiva modificano radicalmente l’assetto urbanistico dell’area e la porta perde il suo ruolo di via di accesso alla città. Nel 1724 il re Vittorio Amedeo II (1666-1733) cede la porta e gli edifici che nel tempo le si erano addossati al comune, che trasforma il complesso in carcere.

Già nel 1861, avviato il progetto per la costruzione delle Carceri Nuove, il comune si interroga sulla destinazione da prevedere per il complesso ormai fatiscente della Porta Palatina. Viene deciso di liberare la struttura antica dagli edifici addossati e di riaprire i due fornici centrali. Nel 1872, con l’entrata in funzione delle Carceri Nuove, è possibile passare all’attuazione completa del progetto di restauro, realizzando anche un edificio destinato ad ospitare aule scolastiche addossato alla facciata interna.

Nei primi anni del Novecento si decide di procedere alla completa liberazione del monumento antico, demolendo tutte le strutture posteriori e scavando l’area del cavaedium. Il progetto viene avviato da Alfredo D’Andrade (Alfredo Cesare Reis Freira de Andrade, Lisbona 26 agosto 1839 – Genova, 30 novembre 1915), architetto e direttore dell’Ufficio Regionale per la Conservazione dei Monumenti del Piemonte e della Liguria, che mira a cancellare gli interventi di restauro precedenti. I lavori vanno avanti a lungo e in maniera discontinua fino allo scoppio della prima Guerra Mondiale. Nel 1935 si avvia un nuovo cantiere di restauro, ma anche questa volta i lavori, nel corso di molti decenni, non giungono a conclusione. Negli anni Novanta del secolo scorso la Porta Palatina viene nuovamente restaurata, sia nelle parti originali, sia in quelle relative agli interventi di D’Andrade.