De brug en haar zuster, de Sagamore Bridge, zijn vanaf 1933 gebouwd door de Public Works Administration voor het United States Army Corps of Engineers, dat zowel de bruggen als het kanaal beheert. Elke brug heeft vier rijstroken over een hoofdoverspanning van 188 m (616 voet), met een doorvaarthoogte van 41 m (135 voet). De bouw eindigde begin 1935 en de brug opende op 22 juni 1935. De toegangen tot de hoofdoverspanning van de Bourne Bridge zijn aanzienlijk langer dan die van de Sagamore Bridge vanwege de topografie van het land. De brug vervangt een vroegere ophaalbrug uit 1911, en de toegangswegen van de oorspronkelijke ophaalbrug zijn nog steeds toegankelijk. De huidige structuur is gebouwd om de verbreding van het kanaal mogelijk te maken.
De brug begint bij een grote draaimolen aan het Cape Cod-uiteinde. Aan de kant van het vasteland zat New York Central Tugboat 16 van 1982 tot 2006 op het droge bij de nadering van de brug vanaf de rotary en diende als een lokale attractie.
In oktober 2019 heeft het Army Corps of Engineers aanbevolen om de brug te vervangen door een bredere brug met vier rijbanen, een extra rijstrook in elke richting, fiets- en voetgangerspaden, schouders en een middenberm. In de aanbeveling stond dat vervanging kosteneffectiever was dan het verbeteren van de bestaande brug om lange zomerse stremmingen te verminderen.