Comunemente viene attribuita a L.Cestio che nel 46 a.C. assunse il governo di Roma. La costruzione, quasi sicuramente in pietra come il ponte Fabricio, dovette subire numerosi interventi di restauro a causa dei continui danneggiamenti provocati dall’ impetuosità della corrente del fiume in questo punto. Nel 365 d.C. il ponte venne ricostruito dagli imperatori Valentiniano I, Valente e Graziano, nella forma di un unico grande arco affiancato da due archi laterali più stretti, ad un livello più alto, l’intera struttura era rivestita di travertino.

Nel 370 d.C., l’imperatore Graziano lo dedicò a suo nome come ricorda l’iscrizione inserita nel parapetto a monte del ponte ottocentesco, mentre nel pilastro limitrofo è scolpita un’epigrafe che ricorda un intervento del XII secolo ad opera di Benedictus, senatore del popolo di Roma. Fu restaurato ,come ponte Fabricio da Eugenio IV (1431-1447) e nel 1679 da Innocenzo XI.

Il ponte subì danni consistenti nel corso dell’invasione francese del 1849, che costò la perdita dell’iscrizione dedicatoria anch’essa di Graziano, inserita nel parapetto del lato a valle. Comunque mantenne sostanzialmente l’aspetto originario fino alla fine del secolo scorso, quando la costruzione dei nuovi argini del Tevere e l’attuazione del progetto Canevari, che prevedeva l’allargamento fino a 70 metri del ramo destro del fiume, portarono alla demolizione completa del manufatto e allo smontaggio del rivestimento lapideo che fu parzialmente recuperato per essere riutilizzato nella nuova costruzione, con una concentrazione nell’arcata centrale. Nell’orditura è stata lasciata traccia anche dell’attacco della ghiera degli archi minori; al di sotto dell’arco centrale, sulla base del pilone, sporgono i blocchi di imposta della struttura lignea della centina, presenti anche nel ponte più antico.

Allo stato attuale il ponte, recentemente restaurato, si presenta nella forma di tre grandi arcate, rivestite in travertino ad esclusione dei sottarchi, il cui paramento è in peperino di Albano.