Первый мост через Фонтанку в створе современной улицы Ломоносова был деревянным. В 1785-1787 вместе с другими шестью мостами через Фонтанку он был перестроен по проекту инженера Ж. Р. Перроне. Сооружение стало иметь три пролёта. Боковые - из камня, средний - деревянный разводной. С тех пор мост не менял свой облик, он остался одной из двух каменных переправ через Фонтанку с башнями для разводных механизмов.
Каменный мост в честь императрицы стал называться Екатерининским. Позже его назвали Чернышёвым мостом, по прилегающему к нему переулку. Названия переулка в свою очередь взялось от располагавшейся рядом усадьбы генерала аншефа Г. П. Чернышёва. Такое же название имела и площадь на другом берегу Фонтанки. С момента своего создания архитектором Карлом Росси она именовалась Чернышёвой.
В 1859 году разводной пролёт заменили деревянным постоянным, тротуары отделили от проезжей части.
В конце 1900-х годов появилась идея пустить по Чернышёву мосту трамвай. Для этого было необходимо укрепить средний пролёт, уничтожить башни. Против уничтожения башен выступила Академия художеств. Деревянный средний пролёт был заменён металлическими балками. Реконструкция моста по проекту инженера А. П. Пшеницкого и архитектора И. А. Фомина проводилась в 1912-1913 годах. Тогда на мосту были установлены гранитные фонари-обелиски. Цепи на мосту с тех пор играют декоративную роль, тогда как изначально при помощи них поднимались крылья разводного пролёта.
Во время блокады Ленинграда Чернышёв мост значительно пострадал. Были повреждены гранитные парапеты и обелиски. В 1948 году мосту дали новое название - мост Ломоносова. Одновременно имя Ломоносова было дано площади и переулку, прилегающим к переправе. Ремонтные работы на мосту Ломоносова проводились в 1950-1952, 1967, 1986 годах. Во время второго из этих ремонтов были позолочены обелиски. В 2005-2006 годах проходила их реставрация.
Длина моста Ломоносова составляет 57,12 метров, ширина - 14,66 метров.
