La création de nouvelles infrastructures portuaires à Chalon-sur-Saône a été rendue nécessaire dès le début du 20e siècle : en 1905, à l'initiative de la Chambre de commerce, des études avaient déjà été entreprises à ce sujet. Des questionnements se sont posés sur la localisation de ce port : en Saône ou sur le canal du Centre ; et une fois le choix de la Saône fait, sur la situation en amont ou en aval de la ville, rive droite ou rive gauche. Les réflexions sur le choix de l'emplacement reprirent après la Première Guerre mondiale. Un nouveau projet fut présenté par la Chambre de commerce en 1935, mais il fallut encore attendre une nouvelle étude et les travaux furent autorisés par décision ministérielle du 21 février 1941, la concession fut accordée à la Chambre de commerce en 1942. Les travaux se sont donc déroulés entre 1939 et 1949 (interrompus avec la Seconde Guerre mondiale et inaugurés le 23 juin 1949), sur un site choisi en rive droite, qui présentait l'avantage de permettre un développement industriel en faisant un "point essentiel du projet d'aménagement du groupement d'urbanisme" (Daniel Petit). La gestion de ce port fluvial est confiée à la Chambre de commerce de la ville, cette dernière ayant contracté un emprunt pour réaliser les travaux (décret du 11 avril 1949). Les études faites par M. Demortière (1962) ont montré l'importance du tonnage en 10 ans, de 1949 à 1959, passant de 83 500 à 376 200 t. La déviation du tracé du canal du Centre a été dès le début réfléchie avec la construction de cette zone portuaire : outre les aspects urbanistiques, cette déviation renforce la cohérence des activités portuaires en amont de la ville (le bief aval du canal étant un prolongement naturel du port fluvial).

Les activités ont été progressivement transférées au port sud après sa création en 1982. Depuis 2003, le site industriel du port nord est devenu un lieu de développement culturel et d'expérimentations artistiques et urbaines, basé sur la réhabilitation de l'ancien port fluvial (création de l'association Port Nord en 2015). Un théâtre (le théâtre du Port nord) a été inauguré en 2016.

Le site du port nord accueille également des bateaux de croisière grâce à la réalisation de pontons supplémentaires sur l'ancien quai (en amont du pont de Bourgogne - travaux réalisés par Voies navigables de France en 2012-2015), qui sert également de place d'hivernage pour la remise en état de ces paquebots fluviaux en basse saison (cf. délibération de la chambre de commerce et d'industrie de Saône-et-Loire en date du 20 octobre 2016).