Das Marientor, wie es uns heute in Erscheinung tritt, ist im Wesentlichen einer Ausbauphase Mitte des 15. Jahrhunderts zu verdanken. Bis um 1340 muss an gleicher Stelle eine hölzerne Befestigung gestanden haben, die Mitte des 14. Jahrhunderts abgerissen und als wehrhafte steinerne Befestigungsanlage wiederaufgebaut wurde. Der mächtige Torturm entstammt dieser Zeit, beidseitig von hohen dicken Mauern gesäumt. Um 1456/58 wurden alle feldseitigen Stadttore, so auch das Marientor, ausgebaut und modernisiert. Mit der Anlage eines Zwingers war ein weiteres äußeres Tor vonnöten. Naumburg als moderne und reiche Handelsstadt entschied sich für den Bau einer sog. Barbarkane, oft auch als Fangtor bezeichnet, welches allerdings als nüchterner Funktionsbau ausgeführt wurde. Erst in der letzten mittelalterlichen Ausbauphase um 1540 sind Schmuckelemente am Marientor hinzugekommen, die heute entscheidend das Erscheinungsbild prägen. Dazu gehören die Kielbogenblenden aus beidseitig gekehlten Formsteinen im Innenhof und der später erhöhte Treppengiebel mit aufgelegter Rautengliederung an der südöstlichen Giebelseite.

Spätestens im 16. Jahrhundert wurde das Marientor auch als Gefängnis genutzt, da die damals meist leerstehenden dickwandigen Innenräume bestens geeignet dafür waren. Bis um 1870 konnten in den vier großen „Zellen“ im Torturm und später in einer weiteren Zelle im südöstlichen Wehrgang Häftlinge untergebracht werden. Der Bau eines modernen Gefängnisses in den 1860er Jahren machte das Marientor als Gefängnisgebäude überflüssig.

Das Marientor war aber nicht nur Gefängnis, sondern auch Wohnstätte. Nach den Teilzerstörungen im Dreißigjährigen Krieg (1642) entstanden im Marientor Wohnungen sowohl für den Tor- und Gefängniswächter als auch für die arme Bevölkerung. Im späten 19. Jahrhundert wurden auch die großen Arrestzellen als Wohnraum erschlossen. Bis weit ins 20. Jahrhundert hinein waren im Adressbuch unter der Wohnanschrift Marienplatz Nr. 11 Wohnungen aufgeführt.