明朝洪武元年（1368年），徐达率军攻克元大都，由于此时元大都已不再被当做首都，其城池规模必须被削，故洪武四年（1371年）时，大都城墙北侧被大幅南移，且与原安贞门、健德门相对的位置再开两座城门，是为明清北京城的安定门和德胜门。正统元年至正统四年（1436年至1439年），德胜门加修城楼、箭楼、瓮城和闸楼。此后明朝弘治、嘉靖、隆庆、万历、天启年间，和清朝顺治、康熙、雍正、乾隆、嘉庆年间均重修德胜门，其中康熙十八年（1679年）京师大地震时，德胜门的城楼和箭楼时严重受损，城楼和箭楼得以重建。光绪二十六年（1900年），德胜门被八国联军毁坏，光绪二十八年（1902年）时得以重修。1915年，德胜门瓮城和闸楼在修建环城铁路时被拆除，德胜门箭楼成为独立建筑。为登上箭楼所需，箭楼内侧加修了之字形台阶。1921年，德胜门城楼因梁架朽坏被拆除，仅余城台。20世纪20年代时，瓮城西侧的乾隆二十三年（1758年）所建的祈雪碑被拆。20世纪30年代时，瓮城内原有的真武庙塌毁。中华人民共和国成立后，1951年，德胜门箭楼得以修缮。1955年，德胜门的城台和券门被拆，扩大为德胜门豁口。20世纪60年代，为了修建环城地下铁路，北京内城城墙被大规模拆除，德胜门箭楼得以保存。1976年唐山大地震中，德胜门箭楼有所损毁。1979年，德胜门箭楼被公布为北京市文物保护单位。1979年至1982年，北京市政府拨专款修缮德胜门箭楼，在修缮过程中保留了箭楼西侧的一段瓮城城墙。1982年，德胜门箭楼文物保管所成立。1992年，瓮城内原有的真武庙被恢复，1993年10月28日被辟为古代钱币展览馆。2006年，德胜门箭楼被列为全国重点文物保护单位。