Årstabron tillkom i slutet av 1920-talet och därmed förkortades järnvägsavståndet mellan Stockholm C och södra Sverige med närmare 800 meter. Den gamla sträckningen över Liljeholmen med sin lågt liggande svängbro var till stort besvär för både tåg- och båttrafik och kunde nu tas ur bruk.
Bron som i längd mäter 753 meter var Sveriges längsta när den tillkom och bör fortfarande vara den mäktigaste och kanske vackraste. Den består av tre olika brotyper. Huvudspannet är en bågbro av stål med en längd av 150 meter, vartill kommer ett öppningsbart spann i form av en lyftbro (numera fastgjort) och i övrigt att 20-tal spann av betong.
Brons utformning bestämdes efter en pristävling som vanns av två tyska bolag, stålkonstruktionsföretaget Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG (MAN) och betongkonstruktionsföretaget Dyckerhoff & Widman (Dywidag) som utarbetat förslaget tillsammans med de svenska arkitekterna Sven Markelius och Olof Lundgren. Förslaget omarbetades en del varvid arkitekten Cyrillus Johansson svarade för den estetiska utformningen. Ett förslag från Stockholms stad att komplettera bron för vägtrafik lades fram, men sedan utredning gjorts och vissa åtgärder vidtagits beslöt att inte gå vidare med förslaget. Det hade dock till följd att brobygget försenades två år.
1929 kunde bron tas i bruk efter fyra års arbete. Huvudspannet var då det längsta på svenska järnvägar (tidigare var bron över Öre älv längst med 90 meter). Lyftspannet var det första av sitt slag i landet.
Bron är sedan 1986 statligt byggnadsminne.
Sedan 2005 finns ytterligare en bro på denna plats, det är en smäcker bro i förspänd betong som löper parallellt med och väster om den gamla bron. Den är försedd med gång- och cykelbana och en körbana för servicefordon.
Båda broarna har vardera två järnvägsspår och har en segelfri höjd av 26 meter.