Jusqu’au milieu des années 1960, la Loire n’est franchissable en amont de Nantes qu’à partir des ponts de Thouaré, et seulement pour les véhicules d’un tonnage inférieure à 8 tonnes. Situés à 16 km en amont de Nantes, les ponts de Mauves permettent le franchissement des véhicules plus lourds (jusqu’à 20 tonnes), mais le passage demeure soumis à autorisation administrative et nécessite l’interruption totale du trafic sur ces ouvrages. Les véhicules les plus lourds sont donc contraints de franchir la Loire sur les ponts de Nantes, générant un trafic routier important et un encombrement considérable de la circulation dans le centre-ville.

Aussi en 1966, le service des Ponts et Chaussées estime que la récente inauguration de la seconde ligne de ponts à Nantes ne peut qu’améliorer partiellement la situation en délestant une partie du trafic des ponts existants. La solution envisagée consiste alors à construire un nouvel ouvrage de franchissement près du village de Bellevue, afin qu’il reçoive le trafic supplémentaire non susceptible d’être transité par les ouvrages de Thouaré-sur-Loire et Mauves-sur-Loire.

Le pont de Bellevue est construit entre 1968 et 1970, avec pour objectif d’améliorer les conditions de franchissement de la Loire à l’amont de Nantes. Son inauguration officielle a lieu le 4 avril 1971.

Déjà envisagé dans le projet des années 1960, le doublement du pont de Bellevue en 2x2 voies a lieu entre 1988 et 1990. L'ouvrage forme désormais un maillon essentiel du périphérique nantais.