Красуйся, град Петров,
И стой неколебимо, как Россия!
Александр Сергеевич Пушкин
Первое название моста - Екатерининский в честь императрицы Екатерины II, однако вскоре после постройки был переименован в Чернышёв мост (от находившейся здесь загородной усадьбы графа Григория Петровича Чернышёва ). В августа 1948 года мост был переименован в честь Михаила Васильевича Ломоносова .
Мост был построен в 1785—1788 годах. Автором проекта моста считают французского инженера Жана-Родольфа Перроне. Мост имел каменные опоры и каменные арочные береговые пролетные строения, с башнями на быках, центральный деревянный пролёт был разводным. Разводные механизмы находились в четырёх гранитных башнях. Это был один из 7 типовых трёхпролетных мостов через Фонтанку. В наше время сохранились только два таких моста: сам мост Ломоносова и Старо-Калинкин мост.
Попытки перестроить Чернышев мост из-за недостаточной ширины проезжей части предпринимались неоднократно. В проектах в целях создания моста, удовлетворяющего новым условиям движения транспорта, предлагалось убрать на мосту "бесполезные" башни, так как они стесняют ширину проезда. Но идею сохранить внешний вид моста поддерживали Академия художеств и Общество архитекторов.
В 1912—1913 годах под руководством инженера Андрея Павловича Пшеницкого мост был капитально отремонтирован. Предполагавшуюся здесь линию трамвая перенесли на соседние мосты. Опоры и своды были полностью переложены. Мост был технически обновлен, но его архитектурный облик остался прежним. Вместо деревянного пролетного строения, появившегося на месте бывшего разводного пролёта в XIX веке, были установлены стальные двутавровые балки. Сохранились и массивные железные цепи, которые вместе с гранитными башнями напоминают о том, что некогда средний пролёт моста был подъемным.
В 1915 году архитектор Иван Александрович Фомин исполнил проект освещения моста. При въездах на мост были поставлены четыре невысоких гранитных обелиска с гранеными фонарями, поддерживаемыми кронштейнами с золочеными фигурками морских коньков.
Длина моста составляет 57 метров, ширина - около 14,5 метра.