Строительство постоянного моста стало возможным только после того, как порт был перенесен на Гутуевский остров. Мост заложили в 1893 году по проекту инженера Николая Мазурова. Это был двадцатипятипролетный деревянный трапецеидально-подкосный мост длиной 326 метров, с центральным четырнадцатиметровым разводным пролетом. Трасса моста пролегала по оси Зоологического переулка. В 1930 и 1937 годах конструкцию моста постепенно модернизировали, постепенно заменяя деревянные пролеты на металлические.

К началу 1950-х годов старый мост уже не справлялся с возросшей транспортной нагрузкой, а его деревянные опоры и пролеты были сильно изношены. После разрушений в годы блокады Ленинграда, мост требовал полной реконструкции. Было решено возвести на этом месте новый, более прочный и вместительный мост.

При этом проектирование нового моста началось еще в 1940 году, но из-за войны строительство было отложено на долгие годы. Лишь в 1957 году работы возобновились. Инженеры Владимир Демченко и Борис Левин, а также архитекторы Лев Носков и Петр Арешев разработали проект пятипролетного металлического арочного моста, который должен был напоминать Дворцовый мост.

Конструкторы стремились придать новому сооружению монументальность и торжественность, сделав его достойным архитектурным дополнением к ансамблю Дворцовой набережной. Для этого они расположили мост ниже по течению Малой Невы, чтобы его длина и ширина максимально приблизились к параметрам Дворцового моста. Кроме того, пришлось засыпать мелководье у правого берега и часть протока между Ватным островом и Петроградской стороной, создав обширную предмостовую площадь.

Сдача нового моста состоялась 1 октября 1960 года. Сооружение поражало своими масштабами: длина 239 метров, ширина - 27,6 метров, ширина проезжей части - 21 метр. Центральный пролет сделали разводным, с двумя крыльями, раскрывающимися по уникальной системе. В остальных пролетах использованы двухшарнирные металлические арки.

Монументальность моста подчеркивают его облицованные гранитом опоры. Особое внимание было уделено декору. Чугунное перильное ограждение украшено трезубцами Нептуна - символом Санкт-Петербурга как морской столицы. Совмещенные опоры контактной сети и освещения также выполнены в стилистике Дворцового моста.

В процессе реконструкции 1960 года была полностью перепланирована прилегающая территория. Набережная Макарова и Мытнинская набережная приобрели ярко выраженную ось симметрии, подчеркивающую завершенность архитектурного ансамбля стрелки Васильевского острова. В 1997 году с моста были полностью демонтированы трамвайные рельсы, а в 2014 году на нем установили современную художественную подсветку, подчеркивающую изящество его арочных конструкций.

На время ремонта мост был полностью закрыт, а для сообщения между Васильевским островом и Петроградской стороной организовали паромную переправу. 30 ноября 2022 года после масштабной реконструкции Биржевой мост торжественно открылся для движения автомобилей и пешеходов.

Сдедует ометить, что Биржевой мост был одним из последних разводных мостов в Санкт-Петербурге, где сохранился первоначальный  электромеханический привод механизма разводки. До последней реконструкции механизма разведение пролетов занимало 9 минут. Это было значительно дольше, чем на большинстве других разводных мостов Санкт-Петербурга.

После капитального ремонта, в ходе которого старый электромеханический привод был заменен на современную гидравлическую систему, время разведения Биржевого моста существенно сократилось. Теперь, когда мост начинает разводиться, его крылья распахиваются до угла в 62 градуса всего за три с половиной минуты. Этот показатель является одним из самых быстрых среди разводных мостов Северной столицы. Столь существенное ускорение разведения стало возможным благодаря применению высокопроизводительных гидроцилиндров вместо прежних электромеханических приводов. Инженерам также удалось оптимизировать баланс сил, действующих на крылья пролета, с помощью четырех мощных противовесов весом 620 тонн каждый.

Помимо своих инженерных и архитектурных особенностей, мост стал незаменимой декорацией к фильмам. На Биржевом мосту снималось несколько известных советских и российских фильмов. Самый знаменитый эпизод связан с кинокомедией «Невероятные приключения итальянцев в России» 1973 года. В одной из сцен этого фильма персонаж в исполнении актера Андрея Миронова повисает на крыле разведенного Биржевого моста, в то время как под ним проходит теплоход. Этот зрелищный эпизод стал одним из ярких моментов картины.