Der Hexenturm ist vermutlich im Zuge verstärkter Nachbesserungen der mittelalterlichen Kernfestung während des späten 13. Jahrhunderts entstanden und wurde 1933 in den Neubau der Universität mit einbezogen. Er wurde mit kleinteiligen Bundsteinquadern in der Stärke eines Bergfrieds über quadratischem Grundriss errichtet. An der Südwestecke des Ringes platziert, bildet er den stärksten Punkt der Befestigung um die mittelalterliche Kernstadt. Es handelt sich um einen Schalenturm, bei dem die Stadtseite offene Galerien in Form von drei übereinander geordneten Doppelarkaden erhielt. Militärtechnisch bedeutet die offene Form, dass ein Feind nach Eroberung des Turms daran gehindert werden sollte, ihn zum Angriff gegen die Stadt zu benutzen. Die Südwestecke der Stadt galt als strategisch bedroht, da sie am alten Taleinschnitt des Klingenteiches mit dem Berg im Rücken lag. Der Turm wurde hier errichtet, um den Talweg zu überwachen und gegenüber dem stadtnahen Bergrücken an Höhe zu gewinnen.
Der Hexenturm ist heute der einzige erhaltene Wehrturm der mittelalterlichen Stadtbefestigung Heidelbergs. Ursprünglich Diebesturm genannt, diente der unterste, überwölbte Raum seit dem 15. Jahrhundert als Gefängnis. In Zuge der Stadterweiterung im Jahr 1727 wurde die angrenzende Stadtmauer abgebrochen. Der Turm sollte als Baumaterial für das Mannheimer Tor abgetragen werden. Dies wurde durch den erheblichen Protest der Bürgerschaft und des Stadtrats verhindert. In den oberen Geschossen beherbergte er fortan das Archiv der geistlichen Administration. Zur dieser Zeit wurden die spitzbogigen Arkaden zugemauert. Der Turm erhält statt des mittelalterlichen Spitzhelmes ein Mansarddach.
Vorbildlich wirken die Türme der Wormser Befestigung, darunter vor allem die Fischerpforte und der so genannte Bürgerturm. Form, Aufbau und Mauertechnik stimmen überein; augenfällig sind die Parallelen der großen spitz- oder rundbogigen Arkaden und ihre Öffnungen zur Stadtseite. Die Belehnung der Pfalzgrafen mit Heidelberg durch die Wormser Bischöfe und die danach fortstehenden engen Handelsverbindungen mit Worms legten eine Orientierung an der Staufenstadt nahe. Untermauert wird der konstante Einfluss auch durch das Engagement des gleichen Baumeisters, Jacob Bach von Ettlingen, der sowohl für Heidelberg als auch für Worms tätig war. Der Hexenturm hat als einzig erhaltener Wehrturm der mittelalterlichen Befestigung eine außerordentliche stadtbau- und landesgeschichtliche Bedeutung. Die Wahl der königlichen und kaiserlichen Residenzstadt Worms als ausdrucksstarkes Vorbild veranschaulicht den hohen repräsentativen und politischen Anspruch der kurpfälzischen Residenz. Sie dokumentiert weiterhin die engen wirtschaftlichen Beziehungen, die zwischen Worms und Heidelberg existierten.

Zweihundert Jahre stand der Turm mehr oder weniger frei, bis er – nach anfänglichen Abbruchbestrebungen – 1933 in den Neubau der Universität mit einbezogen wurde. Die zuletzt vermauerten Arkaden wurden geöffnet und in der ersten Etage wurde eine Gedenkstätte für die im Ersten Weltkrieg gefallenen Universitätsangehörigen eingerichtet.
1989-1990 folgten Sanierung und Behebung der Schäden, die in Folge der Bauarbeiten für das Tiefmagazin entstanden sind.

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