Предшественницей Portal является игра Narbacular Drop, которая разрабатывалась группой студентов из Института технологий DigiPen (англ. DigiPen Institute of Technology). Игра была выпущена и до сих пор распространяется бесплатно. Впоследствии создатели Narbacular Drop, выступавшие под названием «Nuclear Monkey Software», устроили презентацию своей игры в офисе Valve Software, в ходе которой, по словам Дага Ломбарди (англ. Doug Lombardi), растроганный Гейб Ньюэлл (англ. Gabe Newell), не дождавшись конца демонстрации, вскочил со стула, чуть ли не обнял студентов и заявил, что им немедленно стоит войти в состав Valve. Дебютным проектом нового отделения, состоявшего из четырёх программистов и трёх дизайнеров из института DigiPen, стал Portal.
В основе Portal лежит модифицированная версия движка Source,использованного ранее в игре Half-Life 2 и её сиквелах. Технологически Portal относится к Orange Box-играм, поскольку входит в набор The Orange Box, все игры которого построены на единой версии движка Source. Игра поддерживает динамическое построение теней, самозатемняющиеся объекты, систему частиц и кинематографическую физику.

Изменения в игре и техническая реализация
Большое количество занимательной информации о том, как раньше выглядела игра, о технических аспектах и изменении геймплея разработчики включили в систему голосовых комментариев, которая впервые появилась в играх Valve с проектом Half-Life 2: Lost Coast. Так, разработчики рассказывают, что прорисовка изображения, видимого через портал, выполняется для первых девяти итераций: движок Source поддерживает до девяти отображений, а бесконечность достигается путём копирования изображения первого портала в девятый. Другой пример: в Portal, в отличие от остальных игр вселенной Half-Life, игрок при падении с большой высоты не получает урона. Создатели объясняют это наличием специальных приспособлений на ногах главной героини, известных как универсальные коленные заменители. Некоторые изменения коснулись и игрового процесса отдельных локаций. На уровне с Кубом-компаньоном изначально использовался не куб, а сфера, которая подпрыгивала при падении, что значительно усложняло прохождение уровня. Аналогичная сфера используется в усложнённой версии этой карты.
Кроме комментариев создателей, информацию об изменениях в игре несут и рекламные видеоролики. Внимательные зрители могли заметить, что в трейлере к Portal главный герой выглядит как мужчина в оранжевой робе, в то время как Valve говорила о девушке в роли главного героя. Это можно объяснить тем, что в Valve, не желая раньше времени раскрывать детали сюжета, при записи ролика решили подменить модель девушки какой-нибудь другой, например, неиспользуемой мужской.
Перед тем как анонсировать продолжение игры, 3 марта 2010 года Valve обновила концовку Portal, в которой к лежащему на земле игроку подходит робот — распорядитель вечеринки — и оттаскивает его обратно в Лабораторию. Это появление распорядителя ранее было частью вырезанного из игры пасхального яйца. Первоначально, после того как персонаж игрока спасался от огня в конце последнего теста и совершал побег, робот-распорядитель должен был, всё время прячась, следовать за ним и ждать, когда же игрок ляжет на пол в «позе ожидания распорядителя вечеринки».