Fengselet ble påbegynt oppføring i 1968 og sto ferdig i 1971 og ble bygget etter samme modell som Ullersmo fengsel. Ellers er viktige datoer historisk sett for Trondheim Fengsel;
1990: Ny administrasjonsfløy tilbygges Sentralbygg A
2001: Ny ringmur, muren fra 1971 rives.
2003: Ombygging og tilbygging av nye helselokaler i Sentralbygg A. Medfører at fengslet utvider med 11 soningsplasser.
2004: Nytt modulbygg med 15 nye soningsplasser.
2004/5: Ny garasje oppført.
2008: Bibliotek flyttes til midlertidige oppsatte brakker ved vannreservoaret.
2009: Forvaringsbygg etableres. Bygg i mur for portvakt bygges.
2020/21: A-bygg renoveres.
Avdelinger og kapasitet
Trondheim fengsel har 3 ulike lokasjoner. Delen som ligger på Nermarka og er ofte referert til som "Tunga" og har landets høyeste sikkerhetsnivå. Her det ordinær kapasitet på 155 plasser fordelt over ulike bygg og avdelinger. Nermarka består av 6 ulike bygg, A-bygget, B-bygget, D-bygg, E-bygget, en forvaringsavdeling og Russeksjon (Modulen). I tillegg til Nermarka har Trondheim fengsel også avdelinger med lavere sikkerhetsnivå. En av disse ligger i Trondheim sentrum og heter Kongens gate. Dette er en friomsorgsanstalt. Her er det ordinær kapasitet på 10 plasser. I tillegg har Trondheim fengsel en lokasjon på Bjørkmyr like utenfor Trondheim. Denne avdelingen heter Leira og har på lik linje med Kongens gate lavere sikkerhetsnivå. Her er den ordinære kapasiteten på 31 plasser[3].
