Cette porte doit son nom aux anciens moulins qui se trouvaient à l'extérieur des fortifications afin de profiter du vent (le « bel'air » qui a donné son nom à la place). Elle fait partie des fortifications bastionnées construites entre 1642 et 1647 au sud de l'enceinte urbaine. Le décor guerrier évoque le dénouement victorieux qui s'annonçait alors pour la France, engagée dans la guerre de Trente Ans face à l'Espagne. Trophées d'armes, casques empanachés et ennemis enchaînés font de cette porte un monument à la gloire des victoires de la royauté, une sorte de porte triomphale évoquant les lointains arcs de triomphe romains. Martelées à la Révolution, les armoiries du souverain étaient d'ailleurs placées au centre du fronton.
Initialement dotée d'une porte charretière encadrée de deux accès piétons, elle fut transformée en 1855 par le Génie militaire, qui y substitua deux passages charretiers et supprima les ponts-levis.

Ancienne porte des Moulins (entrée rue Diderot)
Détruite
Porte principale de l'enceinte sud construite au milieu du XIVe siècle, la porte dite « du Moulin-à-Vent » exista jusqu'à sa démolition en 1857. Trois siècles durant, elle coexista avec l'actuelle porte des Moulins bâtie plus au sud en 1647. Sous la forme d'une tour quadrangulaire équipée d'une ouverture en arc brisé et d'un corps de garde, elle ouvrait sur l'ancien cardo maximus de la cité gallo-romaine (actuelle rue Diderot). Cet axe nord-sud constitue depuis cette époque l'axe majeur de Langres. Elle est principalement bordée de demeures du XVIIe et du XVIIIe siècle, le plus souvent dotées d'aménagements commerciaux en rez-de-chaussée.