Мост располагается в месте пересечения бульварного кольца и Москва-реки. Рядом находится устье реки Яуза, что отразилось на выборе названия моста. Мост является связующим звеном, соединяющим Яузсккий буьвар и Садовнический проезд.
Первая версия моста была сооружена в 1881 году, по проекту инженера В.Н. Шпейера. Мост был изготовлен из металла, и имел рельсы, по которым передвигались сначала конки, а позже трамваи.
Современная версия моста построена в 1938 году, после запуска навигации по Каналу имени Москвы. Работы проводились в соответствии с генеральным планом реконструкции Москвы, который подразумевал продление Бульварного кольца до Замоскворечья.
По аналогии с названием Большой Устьинский мост, существовал и Малый Устьинский мост. Это был мост через Яузу, который впоследствии был переименован в Яузский мост.
С 1997 по 1999 годы, была проведена масштабная реконструкция моста по проекту компании «Гипротрансмост».