A híd felépítését Budapestnek a kiegyezés utáni lendületes fejlődése tette szükségessé. A Fővárosi Közmunkák Tanácsa már 1906-ban javasolta, hogy a Nagykörút folytatásában – Boráros téri híd néven – épüljön híd a Dunán. A beruházás adminisztratív és pénzügyi okok, majd az első világháború kitörése miatt eltolódott, de a napirendről nem került le. A munkálatok megkezdését a Horthy Miklós kormányzóvá választásának tizedik évfordulóját megörökítő 1930. évi XI. törvénycikk rendelte el, amely arról is rendelkezett, hogy a leendő hidat (számos más intézmény mellett) a kormányzóról nevezzék el.
A Magyar Királyi Kereskedelmi és Közlekedésügyi Minisztérium által meghirdetett tervpályázatra tíz tervező 17 pályatervet nyújtott be. Ezek közül hármat díjaztak, további hármat megvettek, de végül a minisztérium hídosztályának vezetője, Álgyay-Hubert Pál irányításával készült felsőpályás, rácsos szerkezetű, háromnyílású hídterv megvalósítása mellett döntöttek. A költségek egyharmadát az állam, kétharmadát a főváros viselte.
A kivitelezést a budai oldalon 1933-ban, a pestin 1934-ben kezdték meg a mélyépítési munkálatokkal.
Magyarországon ekkor alkalmaztak először a parti pilléreknél nagy méretű vasbeton keszont (túlnyomásos légterű, alul nyitott süllyesztőszekrényt). Az acélszerkezet gyártását, a vasszerkezet szerelését és fedőmázolását a MÁVAG végezte, a híd kivitelezési munkáit Kováts Alajos építőmérnök irányította. A szerelési munka 1936-ban fejeződött be.
A különlegesen karcsú, háromnyílásos, négy fő tartószerkezetű híd 112, 154 és 112 méteres medernyílásokkal hidalta át a Dunát. Hossza a feljárókkal együtt 514 méter, teljes szélessége 22,7 méter volt, ebből 15,7 méter a fakocka burkolatú kocsipálya, két villamosvágánnyal a közepén. Ezt oldalról két 3,5-3,5 méter széles járda fogta közre, amiből 1-1 méter kerékpárút volt. A villamos felsővezetékek és az úttest fölé függesztett izzólámpatestek közös tartóoszlopait a járdaszegélyek mellett helyezték el. A próbaterhelést 1937 augusztusában tartották, az átadásra 1937. szeptember 12-én került sor.
A Horthy Miklós híd és tartozékainak építése az ellenőrzési költségekkel együtt kereken tízmillió pengőbe került.
A
második világháború végén, Budapest ostroma alatt, 1945. január 14-én a
visszavonuló németek felrobbantották a hidat. A szovjet hadsereg egy ideiglenes
hadihidat emelt a hídroncsra, az 1945. április 5-én átadott szükséghídon
vezetett át az a gázcső, amely a pesti oldal gázellátását biztosította. Az
anyag visszanyerése és az árvízveszély csökkentése érdekében a hídroncsokat
1946-ban kiemelték és a partokon létrehozott hídműhelyek területén helyezték
el.
A helyreállítási munkálatokhoz 1951-ben fogott hozzá a MÁVAG. Az alépítményekben a robbantás során nem esett lényeges kár, csupán a pillérek felső részeit kellett pótolni és kijavítani, az acélszerkezet mintegy felét kellett újra legyártani. A híd újjáépítését az első 40 méteres szakasz kivételével szabad szereléssel, a híd két oldalán elhelyezett, egyenként 100 tonnás úszódaruval végezték el. A parti műhelyben elkészített elemeket a parton álló portáldaruk segítségével dereglyékre helyezték, így szállították a darukhoz. Az év végére elkészült a pesti oldal 112 méteres nyílása és a középső nyílás mintegy 50 méteres, konzolként közép felé meredő darabja. 1952 közepére kész lett a híd teljes acélszerkezetének szerelése, az év vége előtt a vasbeton pályalemez és az útburkolat is elkészült. Az újjáépítési munkát Lébényi László, Palágyi Pál, az acélszerkezet szerelését Perényi Miklós és Bújdosó Géza mérnökök irányították. A híd újjáépítésének terveit Sávoly Pál és Faber Gusztáv készítette.
Az új átkelő a réginél szélesebb, mégis könnyebb lett, az újjáépítés során 500 tonna acélanyagot takarítottak meg. Az úttestet 18 méterre, a kerékpárúttal ellátott járdákat 3,8 méterre szélesítették, a teljes szélesség 25,6 méterre módosult. A villamos sínt a sík acéllemez tartóhoz erősítették, a sínt erősítő csavarok ellenőrzéséhez a pálya alatt szerelőkocsi létesült. A vágánytávolság 3,4 m volt, ami egy ideig szükségből a nagyvasúti forgalom áthaladását is biztosította. Az úttest fölé fénycsöves világítótesteket függesztettek a régi izzólámpák helyébe. A Petőfi Sándorról elnevezett hidat 1952. november 22-én avatták fel, s három nappal később nyitották meg a forgalom előtt.
Budapesten ez volt a hetedik hídavatás a háború után.
A hídon 1966–70-ben villamosvasúti vágánycserét és kisebb javításokat végeztek, és teljesen újramázolták. 1979–80-ban a hídpályát is felújították, a teljes pályaszerkezetet átépítették. Megszüntették a kerékpárutat, az úttest szélességét 20,4 méterre növelték, a villamosvágányok sávját az úttesttel egy síkban alakították ki, hogy az autósok is használhassák, a híd így gyakorlatilag háromszor három sávossá vált. Amikor 1982-ben a Boráros teret átépítették, a villamosmegállókat középperonos aluljáróval egészítették ki.
Az utolsó, 1996-os komolyabb felújítás során kicserélték a budai pillér saruit, átépítették a villamospályát, amelyről leterelték a közúti járműveket, a híd így ismét kétszer kétsávos lett. A 2010-ben végzett fővizsgálat szerint a Petőfi híd felújításra szorul, mert jelentősek a korróziós károsodások, a csapadékvíz-elvezetés tönkrement. 2016-ban tégla méretű kő- és vasbetondarabok, meglazult útburkolati elemek hullottak a hídról a budai alsó rakpartra. Utoljára 2013 augusztusában végeztek javításokat a hídon, a nagykörúti villamosvágányok felújításakor. Alapos felújítására a tervek szerint csak a Lánchíd rekonstrukciójának befejezése, tehát 2023 után van lehetőség.
Nyitókép: a Petőfi híd 1953-ban. Fotó: Fortepan/UVATERV