Le plus ancien document que l'on connaisse au sujet du pont Vieux est une charte de 1156 par laquelle le comte de Barcelone Raymond IV et son neveu le comte de Millau, Raymond-Béranger, accordent au troisième abbé de Sylvanès, Guiraud (1144-1161), l'exemption de tous droits de péage "" tant à Millau que sur le pont"". Il forme alors un des rares points de franchissement du Tarn. Il favorise les échanges et fait de Millau une plaque tournante dans le système routier méridional, et un point de péage, entre le Languedoc et le Massif Central. Le pont est ensuite mentionné en 1262 dans une enquête dressée sur ordre du roi d'Aragon et concernant ses droits. Le pont est alors probablement fortifié et équipé de tours défensives aujourd'hui disparues. En 1351, une crue du Tarn, l'endommage et quelques années plus tard, en 1393, le moulin bâti sur la deuxième arche, s'écroule. Le pont est ensuite réparé en 1412 et le moulin deux ans plus tard. Il faut ensuite attendre 1437 pour que la chaussée soit réparée et 1476 pour qu'un maçon vienne réparer une des tours (""en grand péril"") et la couronner de mâchicoulis. Dans une enquête de 1532 commandée par François Ier, le pont vieux est décrit comme endommagé par les crues successives. En effet, deux de ses trois tours sont inhabitables, et ""une tour qu'est en mitant dudit pont que s'en va tomber si n'est la reparation que l'on y fait"". De même, deux arches ont disparu sur les dix-sept qu'elle comptait à l'origine qui nécessitent de grosses réparations ""car s'en vont tomber que n'y aist remède ."" A cette enquête fait suite, le 2 septembre 1539, une visite d'experts. Elle est mandatée par la Sénéchaussée du Rouergue et accomplie en particulier devant le Juge Mage, Antoine Ferrandier, et le juge royal de Millau, Jean Cavalier. Il n'est plus fait mention alors que de deux tours crénelées défendues par des canonnières, d'une maison bâtie en son milieu et d'un moulin à farine. Le pont est détruit par une crue du Tarn le 8 janvier 1758 et il n'en reste aujourd'hui que deux arches et le moulin. Le pont vieux est remplacé par le pont Lerouge qui le borde. En 2012, une crue ayant fortement endommagé l'avant bec-triangulaire de la deuxième pile, une campagne de restauration a été entreprise. Elle a vu la restauration de la totalité du pont ainsi que son pavement. Les investigation archéologiques menées sur le tablier ont montré que seuls ses derniers aménagements du 19e-20e siècles, ont été conservés.