С первой половины XVI века на Руси происходила перестройка старых крепостей. Новый Нижегородский кремль был заложен в 1500 году, а его форсированное строительство велось с 1508-1509 годов. Предположительно, строительство полностью было завершено только после 1516 года.
В кремле насчитывалось 13 башен, центральной из которых стала Дмитриевская. Она получила своё название или в честь князя Дмитрия Константиновича, или, по другой версии, от церкви во имя святого великомученика Димитрия Солунского, построенной князем Дмитрием перед башней в 1378 году. Первое известное упоминание о постройке Дмитровской башни имеется в Хронографе 1617 года. Позже в нижегородских летописях произошло объединение этого сообщения с другим, сообщающим о прибытии в город мастера Петра Фрязина, для копки рва под каменную стену. В итоге получилось, что Пётр Фрязин пристроил к уже стоявшей башне XIV века каменную стену длиной в 7 вёрст. Причём это длина внешнего укрепления Нижнего Новгорода — Большого острога.
Следующее упоминание о башне было сделано в июле 1540 года.
Спустя два года после распада Советского Союза, в 1993 году, над воротами башни была установлена икона основателя Нижнего Новгорода — князя Юрия Всеволодовича. В проезде башни расположились сувенирные лавки, а печуры были приспособлены под склады, для чего их оборудовали дверями. Сейчас на втором этаже башни располагается выставочный зал «Дмитриевская башня», в котором проходят исторические выставки из фондов Музея-заповедника. Также через башню можно попасть на кремлёвскую стену. Вход на неё платный.
Дмитриевская башня, равно как и весь кремль, сейчас находится в неудовлетворительном состоянии. Реставрация башни не производилась уже более 60-ти лет. Наружная кирпичная кладка со временем разрушается и осыпается, а оказавшийся под землёй нижний ярус подтопляют грунтовые воды. Башне требуется не просто ремонт, а полная её реконструкция с возвращением первоначального облика, в том числе и воссоздание выносного укрепления. А это невозможно без восстановления изначального профиля рва. В идеале — на всей площади Минина и Пожарского.
