La prima menzione del ponte risale al 207 a.C., in relazione al ritorno dalla battaglia del Metauro nel corso della seconda guerra punica. Il ponte doveva essere a quest'epoca ancora in legno e la sua costruzione deve essere attribuita ad un Molvius (appartenente alla gens Molvia, attestata dalle fonti). Nel 110-109 a.C. il censore Marco Emilio Scauro ricostruì il ponte in muratura. Nel 1805 sotto papa Pio VII altri lavori di restauro furono affidati a Giuseppe Valadier: questi ricostruì le arcate alle estremità, che erano state sostituite da ponti levatoi in legno ed edificò all'imbocco settentrionale una torre in stile neoclassico. Il ponte fu fatto saltare da Garibaldi nel 1849 per ostacolare l'avanzata delle truppe francesi e fu restaurato sotto papa Pio IX nel 1850. In questa occasione vi fu aggiunta una statua dell'Immacolata, opera dello scultore Domenico Pigiani, mentre già ne esisteva una di San Giovanni Nepomuceno. Un gruppo raffigurante il Battesimo di Gesù collocato all'imbocco sud, è stato ora spostato nell'atrio del Museo di Roma a palazzo Braschi.