Di tích cổng thành hiện nay nằm trên phố Phan Đình Phùng là cửa Bắc của thành Hà Nội được xây dựng đầu thời Nguyễn. Sử tích chép, Bắc Môn (cổng thành phía bắc) được xây dựng trên nền Cửa Bắc thời Lê và hoàn thành năm 1805. Bắc Môn được xây dựng theo kiến trúc vọng lâu: Phía trên là lầu, phía dưới là thành.
Tại đây, vào năm 1882, đã diễn ra trận đánh khốc liệt giữa quân nhà Nguyễn do tổng đốc Hoàng Diệu chỉ huy với quân Pháp do đại tá Henri Riviere đứng đầu. Theo một số sử liệu, ngày 25.4.1882, lúc 5h sáng, H.Rivière gửi tối hậu thư đến Tổng đốc Hoàng Diệu hạn đến 8h sáng trong thành phải giải giáp. Quan quân nhà Nguyễn trong thành Hà Nội tổ chức chống cự đơn độc. Đúng 8h15, các pháo thuyền Fanfare, Surprise, Massue và Carbine từ bờ sông Hồng bắn đại bác vào thành. Tới 10h45, quân Pháp đổ bộ tấn công vào thành. Đến 11h thì quân Pháp chiếm được thành. 4 binh sĩ Pháp bị thương. Phía quân triều đình có 40 tướng sĩ tử trận.
Cửa Bắc cao 8,7m, rộng 17m, dày 20,48m. Cổng quay hướng bắc, chếch hướng Tây 15 độ dạng hình thang, lòng hình vòm cuốn xây bằng gạch, mép cửa kè đá hình chữ nhật. Cấu trúc cổng thành này khá giống với thành nhà Hồ tại Thanh Hóa.
Hai trong số những quả đại bác của pháo thuyền Pháp bắn từ sông Hồng vào thành Hà Nội đã trúng vào mặt tường thành ở cửa Bắc và để lại di tích. Bên cạnh vết đạn đại bác có gắn tấm biển đá đề bằng tiếng Pháp: 25 avril 1882: Bombarde de la citadelle par les canonnières "Surprise" et "Fanfare"; nghĩa là: "Ngày 25.4.1882: Vết bắn phá thành của các pháo thuyền "Surprise" và "Fanfare"... Sử sách ghi lại, sau khi bình ổn Bắc Kỳ, giặc Pháp cho phá hết thành Hà Nội nhưng để lại Bắc Môn như để cảnh cáo những ai có ý định chống Pháp.
Vết đại bác sâu hơn 20cm. Hai vết lõm sâu trên tường thành đã minh chứng cho một giai đoạn khó khăn, đau thương của dân tộc Việt Nam khi phải chống trả sự xâm lược của thực dân Pháp vào thời kỳ cuối thế kỷ 19.
Phía trên vòm cửa chính có gắn biển đá xanh ghi ba chữ Hán “Chính bắc môn”. Phía trên vòm cổng trang trí diềm đá xanh cánh sen.
Hình ảnh mặt sau cổng thành. Gạch xây cổng thành cỡ 35,5cm x 10cm x 12cm. Đá kê có kích thước dài từ 38 đến 86cm. Phía trên cửa có hai máng nước bằng đá để thoát nước từ vọng lâu xuống. Riêng ở mặt trước cổng thành, một máng nước đã bị đại bác giặc Pháp bắn gục vào năm 1882.
Bên trong Bắc Môn. Dù Bắc Môn là công trình do nhà Nguyễn xây dựng, nhưng dưới chân cổng thành sừng sững này là tầng tầng lớp lớp di chỉ thành quách từ các triều đại trước đó. Năm 1998, tại khu vực Bắc Môn, các nhà khảo cổ đã tìm thấy nhiều dấu vết kiến trúc ở độ sâu 1,66m và 2,2m, trong đó có vết tích của những đoạn tường thành xây bằng đá và gạch vồ thời Lê.
Sau hàng trăm năm, bên trong cổng thành còn lưu lại nhiều vết tích một thời đau thương của lịch sử dân tộc.
Hiện nay, lầu trên cổng thành mới được phục dựng một phần và được dành làm nơi thờ Khâm sai đại thần Nguyễn Tri Phương và Tổng đốc Hà Nội Hoàng Diệu. Cụ Hoàng Diệu đã tuẫn tiết tại Võ Miếu vào giờ Ngọ ngày 25.4.1882 vì không giữ được thành trước sự tấn công của giặc Pháp. Di tích Võ Miếu đã bị giặc phá đi sau đó, nằm tại vị trí đầu phố Chu Văn An đối diện Bộ Ngoại giao ngày nay.
Sử liệu còn ghi lại nhiều hình ảnh cổng thành phía bắc từ những năm 1890. Nguyên bản thời Nguyễn, phần lầu được dựng bằng khung gỗ theo lối chồng diêm tám mái, lợp ngói ta, trổ cửa ra bốn hướng. Sau khi chiếm được thành Hà Nội, quân đội Pháp vẫn sử dụng lầu trên Bắc Môn làm chòi canh gác.
Cửa Bắc thành Hà Nội thập niên 1890. Giai đoạn này, Chính Bắc Môn còn rất nguyên vẹn với cấu trúc thành - quách. Sau bao cuộc bể dâu, khu vực hào nước đoạn qua cổng thành giờ đã là phố Phan Đình Phùng.
Di tích Bắc Môn nay trở thành điểm tham quan không thể bỏ qua khi du khách ghé thăm Hà Nội.