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Die Brücke ermöglichte einst der Via Triumphalis, den Tiber zu überqueren und das Marsfeld mit dem Gebiet des heutigen Vatikans, dem sogenannten Ager Vaticanus, zu verbinden. Der Bau stammt vermutlich aus dem 1. Jahrhundert nach Christus.
Dass die Pfeilerreste bei niedrigem Wasserstand aus dem Tiber auftauchen, ist kein neues Phänomen. Besonders in den Sommermonaten, wenn der Fluss wenig Wasser führt, werden Teile des antiken Bauwerks regelmäßig sichtbar. Nach Angaben des Museums an der Engelsbrücke gehörte das Gebiet auf der vatikanischen Seite einst zu den kaiserlichen Besitzungen. Dort lagen unter anderem Anwesen Kaiser Neros, darunter die Villa seiner Mutter Agrippina. Auch die antike Via Cornelia verlief durch das Gebiet und führte in Richtung des heutigen Standorts der Engelsburg.
Ende des 19. Jahrhunderts wurden die verbliebenen Pfeiler beseitigt, um den Tiber schiffbarer zu machen. Bei Ausgrabungen zu Beginn des 20. Jahrhunderts, die im Zusammenhang mit dem Bau der heutigen Brücke Ponte Vittorio Emanuele II. standen, wurden zudem eiserne Pfähle und hölzerne Balken im Flussbett entdeckt. Einige der Holzkonstruktionen waren offenbar tief im Untergrund verankert. Bei einem besonders großen Eichenbalken war es laut historischen Berichten sogar notwendig, ihn abzusägen, weil er sich nicht aus dem Boden lösen ließ.
Wann die Nero-Brücke endgültig zerstört wurde, ist nicht eindeutig geklärt. Vermutlich fiel sie während des Gotenkriegs im 6. Jahrhundert dem Verfall oder der Zerstörung zum Opfer. Jahrhunderte später gab es noch einmal Pläne für einen Neubau an derselben Stelle. Das Vorhaben wurde jedoch nie verwirklicht.
