بعد از روی کار آمدن رضاشاه دستور ساخت بناهای مجاور سردر داده شد، سردر قبلی ویران شد و ساخت سردر جدید (سردر کنونی) با طراحی جعفرخان معمار کاشانی و همکاری استاد اسماعیلی در سفت‌کاری، استاد کریم منیژه در ساخت ستونها، استاد خاک نگار مقدم در کاشی‌کاری بنا و استاد محمدعلی کرمانی در ساخت دروازه‌های چدنی آغاز شد.
معماری سردر باغ ملی آمیزه‌ای از معماری ایرانی و اروپایی است، در کاشی‌کاری‌های قسمت‌های بالایی تصاویر اسلیمی، مسلسل، میدان جنگ، شصت تیر، رضاشاه با تفنگ شصت تیر، دو فرشته پیروزی، پرچم سه رنگ ایران، گلوله توپ، پلنگ، سروده‌ها و آیه‌های قرآنی و نام ائمه به صورت کتیبه زیر کلاه فرنگی نوشته شده است.
بر روی کتیبه نمای بیرونی سروده‌هایی از ندیم‌الملک حک شده است. کاشی‌کاری‌های این بنا با نقش دو شیر که تاجی را در میان گرفته‌اند، پلنگ، شیر و خورشید و مسلسل طراحی شده است که با پیروزی انقلاب اقدام به پاک کردن نشان شیر و خورشید از میان پرچم ایران کردند و همچنین نیم‌تنه فلزی رضاشاه از بالای درب برداشته شد.
در کاشی‌کاری‌های این بنا تصاویری مانند تخریب برج و بارو با گوله‌های توپ، رضاشاه در حال تیراندازی و دو فرشته پیروزی برای یادبود کودتای سوم اسفند و فتح تهران به دست رضاخان ایجاده شده است.
چندی پس از ساختن این دروازه، طرح برپایی نخستین باغ همگانی (پارک) شهر تهران (به نام باغ ملی) در زمین‌های درون میدان مشق برنامه‌ریزی و پیاده‌سازی شد و از این رو نام دروازه میدان مشق به سردر باغ ملی تغییر یافت. با این حال باغ ملی چند سال بیشتر دوام نیاورد و در محوطه آن، ساختمان‌هایی از جمله ساختمان وزارت امور خارجه ایران، کتابخانه ملی و موزه ایران باستان ساخته شد.