Esta construção veio substituir a antiga ponte pênsil que existia no mesmo local e foi realizada mediante o projecto do engenheiro belga Théophile Seyrig, que já tinha colaborado anteriormente com Gustave Eiffel na construção da ponte Maria Pia, ferroviária.
A ponte foi inaugurada em 1886 (tabuleiro superior) e 1888 (tabuleiro inferior e entrada em total funcionamento).
Na segunda metade do século XIX, o comércio progredia na cidade do Porto. As fábricas espalhavam-se por todo o bairro oriental da cidade, dito brasileiro. O tráfego para Gaia e Lisboa crescia a olhos vistos, e a bela Ponte Pênsil não chegava para uma circulação eficaz.
Por proposta de lei de 11 de Fevereiro de 1879, o Governo determinou a abertura de concurso para a "construção de uma ponte metálica sobre o rio Douro, no local que se julgar mais conveniente em frente da cidade do Porto, para a substituição da actual ponte pênsil", após o governo não ter aceite um projecto da firma G. Eiffel et Cie. que só contemplava um tabuleiro ao nível da ribeira, com sector levadiço na parte central.
Um projecto que mereceu um Grande Prémio na Exposição Universal de Paris de 1878, mas não servia para uma eficaz ligação entre os núcleos urbanos do Porto e Gaia. Por isso aquele concurso impôs como premissa necessária à concepção de uma ponte de dois tabuleiros.
Apresentaram-se numerosos concorrentes: Société de Braine Leconte,Société des Batignolles (duas soluções), G. Eiffel et Cie., Auguste LeCoq. Andrew Handyside, Société de Willebroek(duas soluções) e John Wixon. Foi vencedora a proposta da empresa belga Société de Willebroeck, com projecto do engenheiro Teófilo Seyrig, que já tinha sido o autor da concepção e chefe da equipa de projecto da Ponte D. Maria Pia.
Teófilo Seyrig, enquanto sócio de Gustave Eiffel, assina como único responsável a nova e grandiosa Ponte Luís I. A construção inicia-se em 1881 e a inauguração acontece a 31 de Outubro de 1886.
A estrutura da nova ponte, verdadeira filigrana de ferro, que passou a ser, juntamente com a Torre dos Clérigos, o ex libris por excelência do Porto, pesava no seu conjunto 3.045 toneladas. A ponte ficou iluminada por meio de artísticos candeeiros de gás, 24 no tabuleiro superior, 8 no inferior e 8 nos encontros.
Desde 2005 o seu tabuleiro superior serve a Linha D do Metro do Porto e no tabuleiro inferior peões e veículos automóveis.
Em 2012, uma inspeção das Estradas de Portugal concluiu que a ponte precisava de obras de manutenção e reabilitação, nomeadamente ao nível do pavimento, juntas de dilatação, e pintura de vigas e guarda-corpos. 2 Durante o mês de agosto de 2013 deu-se uma «manutenção regular no tabuleiro superior», tendo estado a Linha Amarela do Metro do Porto encerrada entre as estações General Torres e Trindade a partir das 21:30 .
Cronologia:
1879, 11 de fevereiro - é determinada pelo governo a construção de uma ponte sobre o Douro
1880, novembro - apresentação a concurso dos projectos de construção
1881, janeiro - deliberação que escolheu um projecto da sociedade belga Société Willebreck de Bruxelas
1881, 21 de novembro - adjudicação da obra à empresa belga Société de Willebroeck
1881 - início da construção
1886, 26 de maio - efectuados testes de resistência à ponte
1886, 30 de outubro - conclusão dos trabalhos do tabuleiro superior
1886, 31 de outubro - inauguração do tabuleiro superior
1886, 1 de novembro - entra em vigor o sistema de portagens a favor da empresa adjudicatária
1888, 31 de outubro - inauguração do tabuleiro inferior, e conclusão das obras 1
1905 - colocação de carris dos eléctricos 4
1944, 1 de janeiro - extinção do sistema de portagens
1954 - obras de reparação e remoção dos elétricos com projecto do engenheiro Edgar Cardoso
2003, 27 de Junho - encerramento ao trânsito do tabuleiro superior, para adaptação da estrutura ao metro
2005, 18 de setembro - inauguração da linha de metro e da passagem de peões no tabuleiro superior5
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