La porta, una delle meglio conservate delle mura di Aureliano, fu aperta in corrispondenza della porta Raudusculana del recinto serviano; era nota come Porta Ostiensis già a partire dal IV sec.d.C. e più tardi fu chiamata anche Porta Sancti Pauli, dalla prossimità con la Basilica di San Paolo fuori le Mura, alla quale era collegata da un lungo porticato. Nella sua prima fase la porta presentava due ingressi rivestiti in pietra da taglio ed inquadrati da torri a pianta semicircolare; il fornice occidentale permetteva il passaggio della via Ostiense mentre quello orientale, nel versante interno della città, dava origine al Vicus Portae Raudusculanae.
All’epoca dell’imperatore Massenzio (306/312 d.C.) fu corredata da una controporta, anch’essa a due fornici, mediante l’innesto di due muri a tenaglia, in questa fase vennero anche rifoderate le basi delle torri con il tipico paramento in opera listata ed agli estremi delle pareti della controporta, furono ricavate due scale di accesso all’attico ed al cammino di ronda. In questa fase probabilmente fu anche realizzato un secondo piano.
Con Onorio la porta esterna fu ridotta ad un solo arco, venne ampliata la camera di manovra che fu anche illuminata da sei finestre, le torri furono rialzate, rinforzate all’esterno con blocchi di travertino e dotate di un terzo piano; all’esterno i vari piani furono marcati con cornici realizzate da mensole di marmo e ricorsi di mattoni.
Successivamente, a partire dall’ età bizantina, alcune finestre dell’attico furono chiuse, altre sostituite con strette feritoie e nella torre orientale con la chiusura di due finestre, fu ricavata una cappella, riconosciuta come la “cella muroniana” ricordata da alcuni testi medioevali, un piccolo eremo dei monaci greci che risiedevano in questo versante della città. I resti di affreschi più notevoli tra quelli ancora visibili, si trovano nella torre orientale e sono databili al XIII–XIV secolo, è riconoscibile una Madonna con Bambino sullo sfondo di una porta muraria. Le tracce dell’uso sacro degli ambienti superiori della porta e delle torri sono riconoscibili anche nel locale della saracinesca, nella torre occidentale e sulla terrazza che si apre sulla galleria tra le torri, qui sono visibili due costruzioni medioevali che fungevano da atri d’ingresso alle torri stesse.
Nella corte, dove era il corpo di guardia, a partire dal V ed almeno fino al XV secolo venne esercitata anche la funzione della riscossione del pedaggio di transito, nell’ultimo periodo appaltata ai privati; ancora oggi all’interno della porta San Paolo è conservata la c.d. Casina del Dazio, costruita nel 1749, sulla cui facciata sono due medaglioni con affreschi rappresentanti l’Annunciazione e la Vergine con Bambino ed un santo. Un’altra edicola, con arco a tutto sesto sostenuto da colonnine marmoree poggianti su mensole, sul fronte interno della porta, include un affresco databile tra la fine del XVI e l’inizio del XVII secolo rappresentante San Pietro che secondo la tradizione, transitò da qui per recarsi al martirio.
La porta Ostiense fu restaurata numerose volte anche in età moderna: tra gli interventi più notevoli si ricorda il restauro di Niccolò V nel 1451, realizzato col denaro proveniente dal Giubileo dell’anno precedente e quello di Benedetto XIV, che a partire dal 1749 intervenne su tutta la cinta muraria, ricordato da un’epigrafe posta alla base della torre orientale. Del 1663 è il restauro di papa Alessandro VII del cui stemma in stucco rimangono ancora alcune tracce sull’arco della porta.
Per agevolare il traffico sempre più intenso in questa zona, negli anni Venti del secolo scorso, la porta fu isolata dalle Mura nel versante orientale; nei bombardamenti del 1944 andò distrutto il tratto di collegamento con la Piramide Cestia, dove si apriva anche una posterula visibile nelle foto d’epoca. Qui in seguito fu realizzata una strada intitolata a Raffaele Persichetti caduto negli scontri con le truppe nazifasciste.
Porta Ostiense è legata a numerosi eventi storici, tra i principali vanno ricordati l’ingresso a Roma dei Goti di Totila, dopo il tradimento degli Isauri, nel 549 d.C. e gli scontri dopo l’armistizio dell’8 settembre 1943 quando i civili e le truppe italiane cercarono di impedire l’occupazione nazifascista di Roma. Le lapidi commemorative degli eventi della Resistenza sono affisse sul tratto di mura che fiancheggia la Piramide.
I locali all’interno della porta furono nel 1942 adibiti a studio privato, e nel 1954 furono aperti al pubblico, dopo l’allestimento del Museo della via Ostiense, frutto della felice collaborazione tra l’Amministrazione Comunale e la Soprintendenza archeologica di Ostia Antica.
Il restauro più recente del complesso è stato effettuato dalla Sovraintendenza Comunale in occasione del Grande Giubileo del 2000.