Die Marco-Polo-Brücke entstammt der Minchang-Periode der Jin-Dynastie (1190–1208). Der Bau wurde 1189 begonnen und 1192 vollendet. Zu der Zeit war sie unter dem Titel Lugou Xiaoyue (Mond über Lugou bei Tagesanbruch) eine der Acht schönsten Ansichten Pekings. Diesen Titel behielt sie durch die Yuan-, Ming- und Qing-Dynastie.

Die Brücke war zur Bauzeit der einzige Zugang zur Mittleren Hauptstadt. Im 17. Jahrhundert wurden die ursprünglichen Bögen während eines außergewöhnlichen Hochwassers weggeschwemmt und anschließend auf den alten Fundamenten mit unveränderter Bogenzahl neu aufgebaut. Auf einer Brückenstele ist als Datum der Brückenrekonstruktion unter Kaiser Kangxi der Qing-Dynastie das Jahr 1698 angegeben. 1751 hielt Kaiser Qianlong die poetischen Titel der Acht schönsten Ansichten persönlich auf Stelen fest. Die zur Brücke gehörige Stele befindet sich noch immer in der Nähe der Brücke. Im Jahre 1969 wurde die Brücke erweitert und an die modernen Verkehrsanforderungen angepasst.

Am 7. Juli 1937 wurde die Brücke Schauplatz des Zwischenfalls an der Marco-Polo-Brücke. Das Feuergefecht zwischen japanischen und chinesischen Soldaten gilt als Beginn des Zweiten Japanisch-Chinesischen Krieges und verlieh damit in der Neuzeit der Brücke auch eine besondere historische Bedeutung.Heute befindet sich unter anderem das Museum zum chinesisch-japanischen Krieg von 1937-45 (中国人民抗日战争纪念馆).