Deciso dal Senato veneto il 12 dicembre 1547, è l'ultimo baluardo costruito a Padova. Il suo progetto è attribuito a Giangirolamo Sanmicheli, nipote di Michele. Ha forma pentagonale tipica dei bastioni di ultima generazione del sistema difensivo della città. Tra di essi il bastione Santa Croce assume particolare importanza perchè è l'unico non pesantemente manomesso ed in cui si possa comprendere in maniera completa il funzionamento di queste strutture difensive.
Impostato sulla cortina rettilinea preesistente, a soli 13 metri dalla porta omonima, è portato a buon punto già l'anno successivo, vista la data del 1548 incisa alla base della nicchia per il leone marciano sulla faccia meridionale. Il leone, abbattuto dai francesi nel 1797 alla caduta della Serenissima, e ritrovato in stato frammentario, è attualmente adagiato all'interno del bastione in attesa di essere ricollocato nella sua posizione originale.
La gola del baluardo è lunga 88 metri, le facce circa 49 e i fianchi 40. E' dunque il secondo baluardo per dimensioni della città di Padova dopo il baluardo Cornaro iniziato nel 1539. L'angolo fiancheggiato misura circa 126°, ciò significa che già a un'ottantina di metri dai fianchi potevano essere collocate delle postazioni per spazzare le facce.
Come già nel Cornaro, la porzione più interna dei fianchi è ribassata, per facilitare l'utilizzo delle postazioni riparate in seconda linea sulla piattaforma superiore. Le piazzebasse a cielo aperto sono organizzate con due cannoniere per lato e grandi depositi coperti collegati da gallerie interne. Gli archi esterni delle cannoniere, larghi più di tre metri per consentire il brandeggio degli affusti, sono contornati da conci in pietra e appoggiati su un'unica fascia lapidea. Sono in trachite i raccordi tra i fianchi e le facce, mentre una cornice curva in pietra d'Istria conclude la sommità del parapetto. Una garitta occupa la punta sull'asse capitale.
Sulla piattaforma interna è situata dai primi anni del Novecento la scuola all'aperto Camillo Aita, le cui aule a padiglione sono distribuite anche lungo il terrapieno contiguo verso S. Giustina.
(testo tratto da A. Verdi, Porte, bastioni, cortine, in G. Mazzi, A. Verdi, V. Dal Piaz, Le Mura di Padova, Il Poligrafo 2002, con integrazioni)
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