Les historiens font remonter l'existence du pont Saint-Laurent au 11e siècle : il est en effet explicitement cité dans un texte de 1077 (date de la donation au chapitre de la cathédrale Saint-Vincent d'un four situé à l'entrée du pont). Il a compté 13 arches jusqu'aux travaux de la fin du 18e siècle, une arche ayant été intégrée au quai de la ville, rive droite. Les recherches menées lors des travaux des années 1980, visant à conforter l'ouvrage par la pose d'un radier général sous les arches, ont permis de confirmer que le pont de Mâcon a été régulièrement remanié au cours des siècles sur la base de fondations médiévales. D'après les travaux de Jean Mesqui, le tracé particulier du pont répondrait à la topographie de la rivière (en fonction des courants), ce qui était d'usage à cette époque.

La statue de saint Nicolas (qui date de 1958), qui se trouve dans une niche sur la troisième pile du pont, rappelle probablement qu'il y avait, sur une arche du pont, une chapelle dédiée au saint patron des mariniers qui fût emportée par une crue en octobre 1423.

Dans le Tableau des ponts construits sur la Saône (30 octobre 1884), il est confirmé que le pont de Mâcon a été construit au Moyen Âge (11e siècle), qu'il a été restauré de 1771 à 1789 et qu'entre 1843 et 1845, les 4 premières arches ont été reconstruites et que toute la partie supérieure du pont a été élargie (l'arche marinière était trop basse pour la navigation à vapeur). Il supporte alors la route nationale 79 de Nevers à Genève et est décrit comme un pont en pierre à douze arches dont huit en plein-cintre et quatre autres marinières surbaissées, l'arche marinière la plus élevée étant la 4e, côté Mâcon. Il a une largeur de 9,70 m et une longueur de 215 m entre les culées. Les mêmes informations se retrouvent dans le Tableau des ponts dressé par l'ingénieur Variot en 1900 (3 S 44). Dans les Annales de l'Académie de Mâcon, Morgand précise que les travaux de la fin du 18e siècle ont permis l'élargissement du pont (3 m supplémentaires, avec des trottoirs protégés par des pousse-roues) et que les avant-becs et les arrière-becs ont été refaits. Il poursuit en indiquant que les travaux de 1843 ont modifié l'aspect du pont en portant sa largeur à 9 m "au moyen de dalles posées en encorbellement sur des consoles, et [que] les lourds parapets de pierre firent place à une légère balustrade métallique". La Situation des Travaux (1844) précise également qu'une banquette de halage a été construite en 1842 sur une longueur de 450 m et une hauteur de 4,10 m sous la première arche du pont et le long des quais et qu'une cale d'abreuvoir en termine chaque extrémité.

Protégé au titre des Monuments historiques, sa préservation est à l'origine du creusement du canal de contournement (dans l'Ain) pour permettre le passage des bateaux à grand gabarit.

En 2016-2017, le pont a fait l'objet d'une révision générale, financée par les Départements de Saône-et-Loire et de l'Ain, qui porte principalement sur le remplacement de pierres pour le dallage et les consoles (les pierres proviennent de Villebois dans l'Ain et de Saint-Martin-Belle-Roche en Saône-et-Loire), la rénovation des garde-corps et la pose de réverbères.