W czasach nowożytnych, za pontyfikatu papieża Sykstusa IV, nastąpiła jej modernizacja w związku z budową pobliskiego kościoła Santa Maria del Popolo. W następnym, XVI stuleciu, na zlecenie kolejnego papieża, Piusa IV, miał nad nią pracować sam Michał Anioł (Michelangelo Buonarroti), choć przyjmuje się, że zlecenie to nie bardzo mu odpowiadało i ostatecznie scedował je na swego współpracownika Nanniego di Baccio Bigio. Do swego projektu architekt ten wprowadził (po stronie północnej) cztery filary z rozebranej bazyliki konstantyńskiej na Watykanie (San Pietro in Vaticano). Brama miała jeden łuk i zdobiła ją, do dziś widoczna w części środkowej (między rogami obfitości), tablica inskrypcyjna sławiąca dzieło papieża, a u nasady herb rodu Medici (sześć kul), z którego Pius IV się wywodził. Natomiast dość nieudane rzeźby, znajdujące się między środkowymi filarami, postawiono tam w XVII wieku. Przyczyniły się one do upadku renomy jednego z najzdolniejszych rzeźbiarzy tamtych czasów – Francesco Mochiego. Przedstawiają dwóch najważniejszych dla miasta apostołów – świętych Piotra i Pawła, którzy witają przybyszów swymi surowymi spojrzeniami i budzącymi postrach gestami. Początkowo zamierzano wykorzystać je dla dekoracji bazyliki św. Pawła za Murami (San Paolo fuori le mura), ale ponieważ tamtejsi zleceniodawcy nie znaleźli w nich upodobania i nie zapłacili za wykonaną pracę, z pomysłu tego zrezygnowano.

Strona południowa bramy została odnowiona w 1560 roku w stylu manierystycznym przez Jacopo da Vignolę. Natomiast sto lat później, w 1655 roku, z okazji przyjazdu nie byle jakiego gościa – królowej szwedzkiej Krystyny Wazównej, córki zagorzałego wroga Kościoła rzymskiego, króla Gustawa II Adolfa Wazy – dodatkowo ją upiększono. Krystyna nie tylko przeszła na katolicyzm, w czym ówczesny papież Aleksander VII widział wielki sukces zarówno swego pontyfikatu, jak i wiary katolickiej w ogóle, ale jeszcze postanowiła resztę życia spędzić w Rzymie. Papież zatrudnił najlepszego swego architekta, Gian Lorenzo Berniniego, który nie omieszkał uwiecznić tego wydarzenia, jak i też samego papieża, poprzez wyeksponowanie w górnej, centralnej części bramy elementów herbu Chigi – sześciu gór z wieńczącą je ośmioramienną gwiazdą. Poniżej inskrypcji powitalnej FELICI FAUSTOQUE INGRESSUI ANNO DOMINI MDCLV  (Poświęcony Waszemu szczęśliwemu i błogosławionemu wjazdowi w roku 1655) znalazła się girlanda z liści dębu nawiązująca z kolei do herbu Wazów.

Porta del Popolo służyła obronie miasta aż do 1879 roku, kiedy to zlikwidowano podobne do wież, masywne wzmocnienia flankujące główną bramę od strony północnej, a w ich miejscu wzniesiono boczne arkady przejść. O tym informują znajdujące się nad nimi tablice. Dzisiaj brama pomiędzy Piazza del Popolo a Piazza Flaminia wygląda bardziej jak łuk triumfalny niż brama obronna.