Мост Нотр-Дам стоит на том месте, где уже в античные века располагался мост через Сену. Ещё до завоевания римлянамиГаллии мост являлся частью кардо (главной улицей с северно-южным направлением) Лютеции. Когда в 52 году до н. э. Тит Лабиен со своими войсками подходил к городу, паризии подожгли все мосты, ведущие на остров Сите, чтобы противник не смог захватить поселение. Римляне заново построили мост из камня, установили на северной оконечности укрепление и провели через него дорогу (кардо) от Суассона до Орлеана.
После осады города норманнами в 885—886 годах, когда был построен новый Большой мост (ныне мост Менял), мост был разрушен, а вместо него перекинут небольшой мостик с мельницей(Planche Mibray), который сначала даже не доходил до острова и служил главным образом понтоном для рыбаков.
В 1406 году Планш-Мибрей пострадал от половодья, и в 1413 году король Карл VI распорядился построить на его месте добротный мост из дерева, застроенный домами, который должен был называться мост Нотр-Дам. Он обвалился 28 октября1499 года.
Новая конструкция была выполнена из камня и состояла из чести больших арочных пролётов. Мост был достроен в 1507 году и также был застроен домами и лавочками, ввиду чего быстро стал одним из коммерческих центров города. Здания на мосту были впервые снабжены номерами: с одной стороны чётными, с другой — нечётными.
В 1660 году мост был обновлён в честь Людовика XIV и его супруги Марии Терезии, дочери испанского короля Филиппа IV, которые 9 июня сочетались браком в Сен-Жан де Люц и торжественно въехали в Париж 26 августа. Их свадьба была одним из условий Пиренейского мира.
В 1786 году по приказу короля с моста были снесены все здания. В 1853 на старом фундаменте был построен новый мост, в этот раз с пятью арками. Из-за большого количества столкновений барж с мостом, мост Нотр-дам получил в простонародье название Чёртов мост (Pont du Diable). Чтобы облегчить баржам проход под мостом, были убраны три центральные арки и заменены металлической конструкцией. Новый мост был построен Шаблон:Iw, который до этого работал над постройкой моста Мирабо и моста Александра III. Мост Нотр-Дам был открыт в 1919 году президентом Раймоном Пуанкаре.