Este grande complexo de termas foi construído na época de Trajano, por volta do ano 110 d.C., época à qual remonta o retrato de Marciana, irmã do Imperador Trajano, encontrado em seu interior. O edifício consiste num grande pátio rodeado por uma colunata com função de ginásio (A) e um setor termal localizado num nível elevado: o apodyterium (vestiário) (B) pavimentado com um mosaico preto e branco representando os atletas, enquanto um mosaico policromado decorava o frigidarium (sala para banhos frios) (C), ao qual, no século III d.C. foi acrescentada uma grande piscina com uma abside (D). O setor sul do complexo era ocupado por ambientes aquecidos (E-G). Durante o século IV d.C., uma parte da ala sul (H) foi transformada num complexo de termas independente, diretamente ligado à Via Severiana. As Termas de Porta Marina passaram por sucessivas restaurações até à época de Teodorico (493-526 A.D.).