Башня получила своё название из-за того, что в древности от неё начиналась дорога в направлении города Одоева, сохранившаяся до наших дней. Эта дорога сейчас является центральной магистралью города, проспектом Ленина, который до революции назывался Киевской улицей. В разные времена башню именовали по-разному: сначала Киевскими воротами, затем Казанской, в честь расположенной рядом часовни Казанской Божьей Матери. На открытке 1904 года она упоминается как Кремлевские Ворота.

В 1784 году, во время первого капитального ремонта кремля, башня Одоевских ворот была надстроена вышкой с куполом и шпилем, на котором разместили орла. Это было выражением благодарности туляков императрице Екатерине II, которая впервые в истории Тульского кремля выделила государственные средства на реставрацию памятника.

Со временем внешний вид герба на башне менялся. В 1918 году на Одоевской башне установили символ нового государства рабочих и крестьян, серп и молот, который в 1965 году заменили на металлический позолоченный флаг. В мае 1969 года здесь появился герб города Тулы.