En 1933, la Chambre de Commerce du Havre demande en qualité de maître d'ouvrage, la mise à l'étude d'un pont enjambant la Seine, établi sur la commune Tancarville, rive droite, et celle du Marais Vernier, rive gauche. Le service central d’Études Techniques remet l'avant-projet d'un pont à une seule travée suspendue le 27 novembre 1935 et le lendemain la Chambre de commerce du Havre demande à l’État la concession de la construction du pont et de son exploitation avec le droit de percevoir des péages. La loi de déclaration d'utilité publique est voté le 11 décembre 1940 et sa validation est obtenue après guerre par ordonnance du 2 novembre 1945. La demande de concession par la chambre du Commerce du Havre est renouvelée le 27 février 1947 puis le 15 avril 1948. Le cahier des charges de la concession, de la construction et de l'exploitation du pont de Tancarville est signé par le ministre des Travaux Publics et le président de la Chambre de Commerce du Havre le 18 décembre 1950. La convention de concession est ratifiée par le parlement le 17 mai 1951 (cette nouvelle loi permet ainsi de contourner celle du 30 juillet 1880 qui interdisait la construction de ponts à péages sur les routes nationales).

Le concours international est lancé en novembre 1951. Le 12 décembre 1953, la commission de concours décide de retenir un projet de pont suspendu à trois travées avec fixation des câbles porteurs sur les poutres de rigidité au milieu de la travée centrale et attache des poutres de rigidité sur le massif d'ancrage rive gauche. Un avant-projet est établi le 1er trimestre 1954 par les bureaux d'études des entreprises retenues sous la direction de Frédéric Robinson. Le projet et ses dispositions techniques sont approuvés par la Chambre du Commerce du Havre le 6 juillet 1954 et par le ministre des Travaux Publics le 27 novembre 1954. Le ministre des Travaux Publics approuve le projet de marché le 30 avril 1955.

Les travaux sont lancés le 15 novembre 1955. L'architecte Maurice Lagrange et les ingénieurs Marcel Huet et Nicolas Esquilan sont chargés de la conception des pylônes. Les entreprises chargées des travaux sont réunies en groupement et compte entre autres l'entreprise Baudin-Chateauneuf, l'entreprise Campenon-Bernard et la société des Forges du Creusot. Les câbles sont mis en place entre le 15 mai et le 15 aout 1958. Les essais de charge sont réalisés le 1er juillet 1959. Le pont est mis en service le 2 juillet 1959. Sa travée centrale de 608 m est alors la plus longue d'Europe. A la fin des travaux, la construction du pont de Tancarville se chiffre à 9 MF.

En 1998-1999, le câbles de suspension sont remplacés et leur nombre est augmenté à 4 en tout.