Comunemente conosciuto come Arco di Augusto, non si trattava in realtà di un arco onorario, come quello di Traiano in Ancona, ma della principale porta d’accesso all’antica città di Fano, situata nel punto in cui la via Flaminia si andava a sovrapporre al decumano massimo della città.
Il monumento fu realizzato nel 9 d.C. secondo quanto riportato dall’iscrizione del fregio, probabilmente un tempo decorata con lettere bronzee dorate. Allo stesso periodo risalgono le mura di cinta volute dall’imperatore Cesare Ottaviano Augusto, oggi ancora in gran parte visibili e realizzate in occasione della fondazione della colonia romana di Julia Fanestris (poi Fanum Fortunae). L’Arco, in opus quadratum, si divide in un fornice centrale e due minori che servivano per i pedoni. Della struttura si conserva quasi perfettamente il corpo di base mentre l’attico pseudoporticato che si trovava in cima fu quasi completamente distrutto da Federico da Montefeltro durante l’assedio del 1463. Notizia dell’aspetto originario è ancora presente nel bassorilievo rinascimentale scolpito su un lato della facciata di S. Michele.
Negli spazi della Chiesa di San Michele, contigua all'Arco d'Augusto, è stato allestito il Museo della Via Flaminia,  un polo centrale dell'articolato sistema archeologico della Fano romana che presenta caratteri da primato: una cinta muraria estesa e intatta, un teatro e un anfiteatro, resti dell'Augusteum; inoltre Fano è l’unica città dove l'architetto Vitruvio, l’illustre autore del De Architectura, dice di aver costruito un edificio, una celebre quanto misteriosa Basilica.