A Ponte Luiz I assenta no morro granítico da Sé do Porto e na escarpa fronteira da Serra do Pilar, em Gaia.
A sua construção foi o resultado de um concurso internacional com liberdade de conceção, lançado em agosto de 1880. Concorreram um total de 10 empresas e foram apresentados 12 propostas, tendo sido o projeto de Teóphile Seyrig, em representação da empresa belga Société de Willebroeck, o vencedor, apesar de ser uma das propostas mais caras.
Teóphile Seyrig foi o Engenheiro, construtor de pontes e fundador da Eiffel e Companhia com Gustave Eiffel, em 1869, com quem construiu a Ponte D. Maria Pia.
A inauguração da ponte Luiz I ocorreu no dia 31 de outubro de 1886, destinando-se ao tráfego urbano.
Tanto a ponte D. Maria Pia, assim como, a ponte Luiz I são do tipo arco metálico, biarticulado e com a singularidade do tabuleiro passar pelo interior do arco. Esta última é uma construção mais robusta e pesada, dispondo de dois tabuleiros, um a uma cota inferior e outro a uma cota superior.
O arco da Ponte Luiz I alcança um vão de 172m, sendo formado por duas curvas parabólicas divergentes. Na época da construção, este arco foi considerado o maior do mundo.
Durante vários anos o tabuleiro superior foi utilizado pelos carros elétricos e mais tarde por troleicarros, o que conduziu à corrosão eletrolítica do tabuleiro devido às vibrações e à necessidade de grandes intervenções de reparação, em 1954, levadas a cabo pelo Engenheiro Edgar Cardoso.
Em 2003, com a entrada ao serviço da Ponte do Infante D. Henrique, encerrou-se o trânsito rodoviário no tabuleiro superior da ponte Luiz I.
Após estudar a viabilidade de adaptar o tabuleiro superior para a circulação do metro e ter-se procedido ao reforço de alguns dos elementos estruturais da ponte, mantendo sempre o essencial arquitetónico do tabuleiro, reabriu-se o este tabuleiro em 2005 aquando da inauguração da Linha Amarela do Metro do Porto.
Importa, por fim, referir que a Ponte Luiz I foi classificada, em fevereiro de 1982, monumento nacional e, em dezembro de 1996, como património da Humanidade pela UNESCO.