Главной причиной постройки стало значительное увеличения населения заречной части города Рыбинска из-за переселения жителей затопляемого города Мологи. В 1938 году строительство Рыбинского моста было предусмотрено сметой Волгостроя. Общая длина моста должна была составлять около семисот метров. Пролет судоходной части – должен был стать рекордным для железобетонных мостов. Ширина проезда с тротуарами была запланирована около восемнадцати метров. Архитектором первого проекта рыбинского моста является Евгений Уланов, брат знаменитой балерины Галины Улановой. Именно он спроектировал арочный мост с пролетными строениями, основными несущими конструкциями которых служат своды. В 1940 году работы по сооружению моста были начаты, была установлена часть бетонных опор моста.

Война в 1941 году остановила строительство. Жителям города по-прежнему приходилось перебираться с одного берега города на другой по воде. Переправа осложнялась немецкими бомбежками, случались катастрофы. Самая крупная катастрофа с участием парохода «Контролер» произошла в марте 1943 года. Переполненный пассажирами пароходик не выдержал, перевернулся и пошел ко дну. Погибло сто семь человек. В те дни в городе не найти было человека, который, рассуждая о причинах трагедии, не вспоминал бы о мосте. Начатые работы вселяли надежду, что по окончании войны его строительство возобновится.

Работы возобновились лишь в 1957 году. Важно сказать, что к стройплощадке были подведены железнодорожные пути, при этом в Рыбинске построили большой военный завод. Что касается поставки всех необходимых материалов, то она осуществлялась по железной дороге Рыбинск-Ярославль. Был построен временный деревянный мост через реку Черемуху. Согласно уже новому проекту, Рыбинск не терял свою главную достопримечательность – Собор, а потерял только лестницу, по которой в 1767 году на берег ступила царственная нога Екатерины II.

25 августа у рыбинского моста день Рождения. В этот день в 1963 году здесь торжественно была разрезана красная лента, и с правого на левый берег Волги проехала первая машина. Город приобрел шестисотметровый автомобильный мост, пара огромных бетонных арок которого так похожа на крылья чайки. В народе мост и был прозван «Рыбинской чайкой».

Главный инженер проекта — Евгений Сергеевич Уланов. Его авторским решением было передвинуть два судоходных пролёта ближе к правому берегу, так, чтобы они подчеркивали вертикаль Спасо-Преображенского собора. Так же на это решение повлияла работа ГЭС — мощный поток ослабевал на повороте и намывал широкие отмели по левому берегу, в то время, как судоходный фарватер сместился к правому. Два пролёта типа «Чайка» обеспечивают бесперебойное судоходство по Волге в обе стороны, что было тогда и остаётся сегодня немаловажным фактором.

Позже был отреставрирован сам собор, чтобы он лучше визуально соотносился с мостом. Маленькие арки отлили и установили в 1961 году. Большие были сборными. 26 января 1962 года одна из недостроенных арок обрушилась, погибло 2 человека.

В рамках сдаточных испытаний прочность конструкции проверяли 150 грузовиков с песком. Мост их успешно выдержал.