Situado sobre el río Manzanares, el puente toma su nombre de una de las esculturas que lucen en su pretil, erigida en honor de San Fernando. Empezó a ser llamado así en el siglo XIX, ya que, con anterioridad, era designado como Puente Verde. Tal denominación provenía de la vieja pasarela de madera a la que sustituyó, conocida como el Puente Verde de Madera.

Se construyó en el año 1750, en el contexto de un proyecto de acotamiento de El Pardo y mejora de su accesos, llevado a cabo durante el reinado de Fernando VI, aunque gestado en tiempos de su padre, Felipe V.

Además de esta infraestructura, se crearon otras muchas, entre las que cabe destacar la cerca que rodea el Real Sitio, la Puerta de Hierro, la gavia de Fuencarral y una serie de pequeños puentes, levantados sobre los arroyos de Valdeculebras, de las Viudas, de Tejada y de Trofa, todos ellos afluentes del Manzanares.

Fue diseñado por el arquitecto Jaime Bort, autor de la fachada principal de la Catedral de Murcia, quien, avalado por su trabajo en el Puente Viejo de esta ciudad, fue reclamado por la Corte para ponerse al frente de las obras. Llegó a Madrid en 1749 y, un año después, en diciembre de 1750, consiguió terminar el encargo. En la decoración del puente intervino su hermano, el escultor Vicente Bort.

En el Diccionario Geográfico-Estadístico-Histórico de España y sus Posesiones de Ultramar, publicado en el año 1845, Pascual Madoz se refería al puente en estos términos: "es de de mucha extensión y consta de seis ojos, viéndose en el centro del antepecho las estatuas de San Fernando y la de Santa Bárbara".

Tal y como describe Madoz, su longitud es considerable, al estructurarse en dos tramos, si bien ya no son seis los ojos sobre los que descansa, sino que han aumentado a siete, como consecuencia de la ampliación efectuada en el siglo XX, para su adaptación como ramal de la Carretera de La Coruña.

La estructuración en dos tramos se debe a la existencia de una antigua isla, que actuaba como separación de ambos y que el puente utiliza como punto de apoyo, asentando en esta parte un muro completamente macizo.

El tramo orientado hacia occidente está formado por tres arcos, que salvan la corriente del río. En el oriental hay un total de cuatro, debajo de los cuales discurría en el pasado un brazo de agua, cuyo cauce ha sido rellenado para facilitar la construcción de una pequeña carretera.

Los arcos son de medio punto y, en su base, dan cabida a una serie de tajamares, de planta semicircular y con remates cónicos, situados a ambos lados del puente. En lo que respecta a la fábrica, está levantado enteramente en sillería de granito.

A diferencia de la vecina Puerta de Hierro, construida al mismo tiempo que el Puente de San Fernando, los elementos decorativos no son muy abundantes. Tan sólo hay que señalar la presencia de dos esculturas, que representan a Fernando III el Santo y a Santa Bárbara. Están colocadas frente a frente en sendos pedestales, a ambos lados del pretil, y fueron erigidas en honor de los reyes Fernando VI y Bárbara de Braganza, por ser los santos de quienes provienen sus respectivos nombres.