У тому місці, де розташований міст Патона, в дореволюційний час знаходився Миколаївський ланцюговий міст, який спроектував англійський інженер Чарльз Віньолем. У ході Радянсько-Польської війни в 1920 році міст був підірваний польськими військами, що відступали. У 1925-41 роках на місці ланцюгового мосту існував інший міст балочної конструкції, розробленої Євгеном Патоном. Він був побудований на збережених, але перебудованих для збільшення висоти, опорах ланцюгового моста і навіть з використанням ланцюгів старого моста, що збереглися. Отримав назву на честь радянської партійної діячки Євгенії Бош. Переправа була остаточно зруйнована 19 вересня 1941 року, коли міст підірвали солдати Червоної армії, що відступали. Після Великої Великої Вітчизняної війни не відновлювався. Опори мосту збереглися до середини 1960 років, якийсь час вони використовувалися для лінії електропередач і були підірвані після спорудження мосту метро, який побудували дещо північніше. Під час тимчасового зниження рівня води можна побачити залишки трьох опор ланцюгового мосту (на одній з них встановлено арт-об’єкт Рідкісний птах) .
Після закінчення війни за розробку проекту нового мосту через Дніпро взявся Євген Патон у співпраці з найкращими інженерами Інституту електрозварювання. При цьому було вирішено використовувати цільнозварний метод з’єднання прольотів. Робота з відновлення мосту розпочалася з досліджень, які проводилися тут з метою детального вивчення нової конструктивної форми моста, запропонованої Патоном. В рамках цих досліджень тестувалися зварювальні з’єднання головних складових частин мосту, а також поперечних елементів. Крім того, було спрогнозовано термін експлуатації та витривалості майбутнього мосту. Вперше в історії світового мостобудування розробили спеціальну апаратуру, яка призначалася для автоматизованого зварювання монтажних стиків суцільно-тенчастих ферм. Такі конструкції протягом двох років виготовляли у Дніпропетровську, а потім доставили до Києва.
На жаль, Патон не дожив до відкриття мосту буквально три місяці – Євгена Оскаровича не стало 12 серпня 1953 року. 5 листопада 1953 року відбулося урочисте відкриття моста, названий на честь його творця. Міст Патона складається з 264 прогонових блоків, які з’єднані в одну конструкцію швами загальною довжиною 10 668 метрів. Має довжину 1543 метри. Ширина між бордюрами складається 21 метр, а тротуари мають ширину 3 метри. На мосту 104 ліхтарні стовпи.
Протягом довгих років міст Патона був єдиною автотранспортною переправою через Дніпро. У зв’язку з цим він щодня відчував величезне навантаження. Спочатку, згідно з проектною документацією, потужність мосту дорівнювала 10 000 автомобілів на добу. Проведена у 1976 році перевірка міцності мосту дала вражаючі результати – з’ясувалося, що запас міцності мосту становить до 70 000 автомобілів на добу! Капітальна реконструкція мосту проводилась у 2004 році. Насамперед було знищено трамвайне сполучення між правом та лівобережним Києвом (наприклад, можна було доїхати з Дарниці або з Русанівки на Поділ), яке проіснувало з 1954 року. Це дозволило збільшити пропускну здатність автомобільного транспорту. Що стосується проїжджої частини моста, то її поділили на 7 смуг руху: по 3 смуги в кожну сторону з реверсною по центру. Крайні смуги розширили до 3,5 метрів, полегшивши таким чином проходження великогабаритного транспорту.