Основой для создания современного герба Нижнего Тагила стали родовой герб Демидовых и печать Нижне-Тагильского завода, ведь именно с Демидовских заводов началось индустриальное развитие города. При этом у города было немало и других эмблем, составленных преимущественно из промышленных символов. С эмблемой советского времени сегодняшнюю связывает то, что сочетание фигур в центре гербового щита имеет округлую форму.
На красном фоне расположен золотой лавровый венок, символизирующий трудовую доблесть местных жителей и славу тагильского железа, которую предприятия удерживают по сей день. Внутри венка находится красный с золотом щиток, увенчанный турнирным рыцарским шлемом с перьями. Щит и шлем в наши дни наделены особым смыслом — они указывают на роль Уралвагонзавода в становлении оборонной мощи страны. Внутри щитка в верхней части схематично изображены три рудоискательные лозы, а в нижней находится молоток для выделки листового железа — это символ сочетания горного дела и металлообработки. Цветовая гамма герба свидетельствует о значении муниципалитета и его лидерстве по многим показателям как в Свердловской области, так и во всей России.
Современный герб начали обдумывать в 2000 году, но для создания окончательного проекта потребовалось немало времени. Среди проектов были и продолжающие советские традиции: главными фигурами предлагалось сделать металлургический ковш, часть шестерёнки, языки пламени на зелёном фоне. Конечный вариант утвердили только в 2006 году. Авторы герба — члены Уральской геральдической ассоциации Валентин Кондюрин и Александр Грефенштейн.