A la fin des années 1850, le Conseil général de la Loire-Inférieure émet le vœu d'établir un pont sur la Loire en amont de Nantes et permettant de relier les deux rives opposées du fleuve. A la suite d'une étude lancée en 1973, le Conseil général opte en 1876 pour la solution de construire deux ponts au lieu d'un seul prévu initialement sur les communes de Thouaré-sur-Loire et Mauves-sur-Loire. Le choix de la commune de Mauves-sur-Loire s'appuie sur la position centrale de la localité entre Ancenis et Nantes, dont l'activité commerciale et le transit des marchandises étaient déjà importants. Le port de Mauves est en effet un passage d'eau important en usage depuis le Moyen Age.

Au début de l'année 1877, Théodore-Marie Lorieux, ingénieur des Ponts et Chaussées, présente les projets définitifs des maçonneries et des abords des ponts de Mauves, qui avaient été demandés par le Conseil général dans sa session d'avril 1876 à la suite du choix des communes. Le 31 octobre 1877 a lieu, à la Préfecture de Nantes, l'adjudication des travaux de fondations et de maçonnerie des ponts de Thouaré et de Mauves. Les travées métalliques et les planchers font l'objet de projets dressés à part, et pour l'exécution desquels des soumissions sont également demandées à des usines de construction métallique.

Comme pour les ponts de Thouaré, la construction des ponts de Mauves s'achève en 1882. Ils sont remis au Service vicinal en décembre 1883.

En juin 1944, les bombardements alliés endommagèrent les travées 1, 2 et 3 du Grand Pont de Mauves et, en août 1944, les troupes allemandes en retraite détruisirent les travées 4 et 5. Le Service ordinaire des Ponts et Chaussées fit exécuter les travaux de reconstruction et remise en état des travées détruites. Les ponts de Mauves furent rendus à la circulation le 1er janvier 1948.