По сообщению Псковской первой летописи, Плоская башня была построена одновременно с Высокой башней в 1500 г. и упоминается как костер на устье Псковы: «Того же лета два костра поставиша, один над Великою рекою на Запсковьи, а другой на устье Пскове реки».

Башня имела несколько названий – Плоская, Островерхая. В 1537-1538 гг. между башнями в устье Псковы, через реку, возвели деревянную стену с двумя «водобежными» арками, с опускающимися в воду решётками. Это были первые деревянные Нижние решётки (в нижнем течении реки), преграждавшие доступ в город через устье реки Псковы. Верхние решётки, у Гремячьей башни, были построены из дерева в 1517 г. и перестроены в камне в 1525-1526 гг. Неприятель лишался возможности прорваться в Псков на судах по реке, а защитники города на время любой осады оставались с водой.

В 1631 г. Нижние деревянные решётки заменили на каменные с арочными проёмами, которые, в случае необходимости, закрывались решётками. Решётки были сделаны из брёвен и окованы железом. Для подъёма и опускания был сооружен особый механизм. Документально Плоская башня впервые упоминается в сметной описи 1624-1627 гг. как островерхая, т.е. с шатровым покрытием. Опись 1644 года сообщает, что в башне 21 бой (бойница) – нижний, средний и верхний.

В «Годовой смете» 1699 г. упоминается Плоская башня с описанием состояния башни и составом орудийного парка.

Укрепление стен и башен Псковской крепости деревоземляными бастионами и валами в 1701 г. при подготовке города к обороне против шведов не коснулось башен у Нижних решеток. После Северной войны Псковская крепость окончательно потеряла свое боевое значение, крепостные сооружения больше не ремонтировались. По сведениям описей 1720 г., Нижние решетки между башнями Высокой и Плоской находились на грани разрушения.

По чертежам, сделанным инструментальной съемкой военными инженерами И. Лихаревым и Н. Лашуриным в 1740 г., видно, что Плоская башня уже была подвержена разрушениям: стены в трещинах, отсутствует шатер.

К 1866 году на рисунках инженер-полковника И.Ф. Годовикова Нижние решетки показаны почти полностью утраченными, а башни были сильно разрушенными.

Плоская башня к началу XX века находилась в руинированном состоянии, что зафиксировали фотографии того времени. Башня сохранилась только на 1/3 от своего первоначального объема, фасадная стена, обращенная к реке Великой, обрушена, два нижних яруса были завалены землей и щебнем.

В 1952 г. Советом Министров РСФСР было принято два постановления о восстановлении Псковского кремля – от 17 мая №3838 и от 22 августа №1108, благодаря которым были начаты планомерные реставрационные работы по памятникам Кремля. К 1955 г. специалистами Центральной проектно-реставрационной мастерской Академии Архитектуры СССР под руководством архитектора Алексея Ивановича Хамцова был разработан проект реставрации Плоской башни и примыкающей к ней Низкой стены. Полностью реставрация башни была завершена к 1960 году, но она не открывалась для посещения туристами.

В 2017-2020 гг. в рамках проекта Министерства культуры РФ и Всемирного банка «Сохранение и использование культурного наследия в России» Плоская башня была отреставрирована, в ней будут устроены экспозиция по истории реставрации памятников Пскова и еще одна смотровая площадка музея.