Met de bouw van de spoorbrug werd begonnen in 1875. Op 12 juni 1879 werd de voltooide brug geopend, drie dagen later reed de eerste trein er overheen. Door de bouw van deze brug, die meer dan een miljoen gulden (een half miljoen euro) kostte, kreeg Nijmegen als laatste grote stad in Nederland aansluiting op het nationale spoorwegennet. Voor het eerst in de geschiedenis had Nijmegen ook een vaste verbinding met de Over-Betuwe.
Het bruggenhoofd aan de Nijmeegse zijde bestaat nog steeds, hoewel het door de aanleg van een fietsbrug flink is verbouwd. Van de originele boogoverspanning van de brug zelf is niets meer over. Op 10 mei 1940 werd de middelste boog van de brug opgeblazen. De brug werd hersteld en op 17 november van hetzelfde jaar weer in gebruik genomen. Bij de bevrijding van Nijmegen in september 1944 werd de brug ongeschonden door de geallieerden veroverd, maar op 28 september wisten Duitse duikers explosieven aan een brugpijler te bevestigen en wederom werd de middelste boog opgeblazen. Weer werd de schade hersteld: vanaf 1 augustus 1945 konden er weer treinen overheen. Later bleken de twee pijlers die in de rivier staken teveel gevaar op te leveren voor de toenemende scheepvaart op de Waal. Daarom werden de drie bogen in 1982-1983 vervangen door een grote boog, die met 235 meter ongeveer dezelfde overspanningslengte heeft als de Waalbrug.