C’est la plus proche du centre historique. Située à proximité de l’antique decumanus maximus (axe est-ouest de la ville gallo-romaine), cette source tenait sans doute une place d’importance permettant aux hommes et aux animaux de se rafraîchir après avoir gravi les pentes du plateau.
A cette époque, un arc (l’actuel arc gallo-romain tout proche) marquait l’accès dans la cité, la limite sacrée entre ville et campagne. Cette position stratégique s’est d’ailleurs prolongée après l’aménagement de la porte du Marché (actuelle porte de l’Hôtel-de-Ville) durant le haut moyen-âge.
L’utilisation de cette porte, notamment par les marchands, rendait la présence de la fontaine Saint-Didier indispensable.
La fontaine actuelle date du XVIIIe siècle. Elle se compose d’un mur en pierre de taille masquant deux salles voûtées constituant des bassins de captage. De là, l’eau s’écoule par un robinet anthropomorphe en bronze vers un abreuvoir où pouvaient se désaltérer les animaux. Enfin, elle gagnait un pédiluve situé au nord. Ce vaste espace pavé permettait en particulier aux chevaux de se délasser les tendons échauffés par les efforts fournis pour monter jusqu’à la cité.
La statuette conservée dans la niche représente saint Mammès, le saint patron du diocèse de Langres. On le représente souvent accompagné d’un lion et retenant ses entrailles, symbole de son supplice.
Cette statue a probablement remplacé la statue d’origine qui devait représenter saint Didier, plus en relation avec le nom de la fontaine.