Идея строительства моста, который соединил бы центр города с динамично меняющейся Охтой, вынашивалась не одно десятилетие. В 1829 году, согласовывая план развития города, император Николай I утвердил сооружение Охтинского моста между Калашниковской набережной и Малой Охтой, приблизительно на том же участке, где находится сегодня Большеохтинский мост. Однако в тот момент найти средства для реализации дорогостоящего проекта не удалось.

К идее вернулись только в 1860-х, когда император Александр II поддержал решение Государственного Совета «признать Охтинский пригород подлежащим присоединению к городу Санкт-Петербургу в хозяйственном отношении с тем, чтобы мера сия была приведена в исполнение по устройству моста через Неву, которым предполагается соединить столицу с означенной местностью».

Однако и после этого, чуть сдвинувшись с мертвой точки, проект снова замер, на­ткнувшись на новую, еще более сложную преграду: Городская дума не могла определиться с местом строительства, поскольку этот вопрос напрямую затрагивал интересы владельцев различных предприятий, расположенных на Охте. Нашлись и противники, также сильно тормозящие продвижение проекта, — водные перевозчики, для которых строительство моста означало потерю работы.

5 июня 1887 года думцы постановили строить мост от Смольного собора на верфь Крейтона, 9 октября 1896 года решили строить мост на Малую Охту, но только в январе 1900-го это решение было окончательно утверждено. Городским управлением был выпущен займ на 3 млн рублей, и с 1 сентября 1901 года Городская дума объявила международный конкурс на проект Охтинского моста. Условия на четырех языках были разосланы семи тысячам специалистов, в результате в конкурсную комиссию поступило 16 проектов: восемь из России (семь из Петербурга и один из Москвы), по два из Франции и Австро-Венгрии, по одному из Германии, Голландии, Испании и США.

Генподрядчиком строительства стал варшавский завод «Рудзский и К°», который победил на торгах, сделав 9-процентную скидку и отказавшись от получения 2% на вспомогательные работы по устройству моста. По решению подрядчика, сооружение разводного пролета с механизмами было передано компании Санкт-Петербургского Металлического завода­.

Зимой 1910–1911-го было изготовлено городское крыло разводного пролета, весной 1911-го — охтинское. На дворе завода была выполнена предварительная сборка одного крыла «для точной пригонки различных частей». После сверки положения главных частей крыло разобрали и отдельными частями доставили на понтоны, в качестве которых использовались корпуса старых броненосцев. Перетаскивание ферм на понтоны выполняли с помощью специальных деревянных саней, которые подводились под ферму и вместе с ней передвигались по дощатому настилу, смазанному салом.

Установка обоих крыльев началась летом 1911-го и завершилась к 1 октября (по старому стилю) того же года. Чудеса находчивости и смекалки проявил стропальный мастер Иван Рыбаков со своей бригадой. Под его руководством рабочие при помощи простых приспособлений прямо с барж устанавливали на место тяжелые клепаные фермы.

По сложности и срокам исполнения заказа этот проект стал крупным техническим успехом завода в мостостроении. «Работы, произведенные компанией Санкт-Петербургского Металлического завода, исполнены прекрасно», — отметил в техническом отчете автор проекта Г. Г. Кривошеин.

Закладка Большеохтинского моста произошла в день двухсотлетия Полтавской битвы, 26 июня 1909 года, поэтому изначально его назвали в честь императора Петра Великого. Существует легенда, что одна из миллиона заклепок этого моста — золотая, закрашенная в один цвет со всеми остальными.

Торжественное открытие моста для движения состоялось 26 октября 1911 года (по старому стилю), хотя строительные работы продолжались вплоть до 1913-го (а первый ремонт после постройки был выполнен только в 1971 году). По случаю открытия долгожданного моста император Николай II направил участникам церемонии лаконичную резолюцию: «Очень рад».

Стоит добавить, что в 1956 году мост переименовали в Большеохтинский, а в 1990‑х годах вернули первоначальное название. Тогда же была выполнена реконструкция, заменены подъемные механизмы и разводной пролет, а в 2000 году мост украсили художественной подсветкой.