Il s'agit de l'un des plus anciens quais de la ville, qui pourrait remonter au début du 16e siècle, au moment du remblaiement du site pour la construction de l'hôpital. Il a été plusieurs fois réparé au cours des 17e et 18e siècles. Les archives conservent un procès-verbal d'adjudication pour la reconstruction du quai de l'hôpital du 27 avril 1787, à la suite de l'effondrement d'une partie du mur de quai (C 105). Il est précisé que ce mur était construit avec de mauvais matériaux et que son épaisseur n'était pas suffisante (travaux prévus sur une longueur de 36 toises (70,16 m)). Ce projet inclut la construction d'un escalier de 30 marches. Il prévoit également de prolonger le mur en aval sur 10 toises (19,49 m), mais ces travaux ne sont pas compris dans l'adjudication. Dans les Renseignements statistiques (tableau n° 3 bis - Obstacles à la navigation) dressés en mai 1860 (3 S 9), il est mentionné que le mur de l'hôpital doit être réparé car il tombe en ruine et qu'il n'a fait jusqu'alors l'objet que de légères réparations (travaux prévus sur une longueur de 145 m pour une dépense estimée de 30 000 F). Sur un dessin encadré (IM71003606) représentant l'hôpital, on voit très bien les quais et les escaliers qui permettaient de descendre à la Saône (fin 18e siècle-19e siècle).