Fue diseñado por el ingeniero Theophile Seyrig e inaugurado en octubre de 1877.
Contó con 150 trabajadores de Eiffel Constructions Métalliques y utilizó 1.600.000 kg de hierro.
Fue la primera construcción que tuvo en cuenta los efectos de los vientos de la región, y a pesar de la complejidad del puente no se tardó ni dos años en construirlo.
Las dimensiones de la anchura del río y los escarpes que lo rodean, exigieron la construcción del mayor arco de hierro del mundo, con una luz de 160 m, y un tablero de 352 m, a 61 m del nivel medio del agua del río.
Era una construcción al límite de las posibilidades de la construcción metálica. En su momento, este puente fue una obra de ingeniería que deslumbró a portugueses y extranjeros.
Marcó la llegada del ferrocarril a la ciudad de Porto, y la conexión entre Porto y el sur a nivel ferroviario fue su función. Permitió completar la conexión ferroviaria entre Porto y Lisboa que, en aquella época, terminaba en la estación de Devesas, en Vila Nova de Gaia. Tuvo un profundo impacto en la economía de la región, ya que la ciudad de Porto se convirtió en el centro de un conjunto de importantes líneas ferroviarias y permitió la reordenación del tejido urbano en función de la ubicación de las estaciones.
La fiesta de inauguración, el 4 de noviembre de 1877, fue un gran éxito, presidida por el rey Luis I y la reina María Pía, que le dio el nombre.
La multitud acudió a contemplar el memorable espectáculo, llenando los alrededores de la “obra de arte”, agitando pañuelos mientras el primer tren cruzaba el puente, con 24 vagones y unas 1200 personas a bordo.
La seguridad del puente ha quedado ampliamente demostrada con el paso de los trenes durante más de 100 años.
Está clasificado como monumento nacional y es el único monumento portugués que figura en la lista de grandes obras de ingeniería de la Sociedad Americana de Ingeniería.
Con la aparición del nuevo puente de São João, el puente D Maria Pia fue retirado del servicio el 1 de junio de 1991, y desde ese día espera pacientemente el futuro, por lo que la restauración de esta obra de arte es una prioridad.