En 1304, Philippe Le Bel ordonne sa construction, il est achevé en 1335. II mesure 205 mètres de long et possède un tablier plat, chose rare au Moyen-Age. Sept arches ogivales, munies de becs, sont percées de hautes ouvertures afin d'évacuer davantage d'eau pendant les crues. Autrefois, une tour carrée s'élevait à chaque extrémité pour défendre l'entrée de la ville. Celle de la rive droite, où logeait le bourreau, est détruite en 1663 afin de construire le Palais Episcopal. L'autre est démolie en 1701 et remplacée par un arc de triomphe célébrant une victoire de Louis XIV. Tel le pont Saint Bénézet d'Avignon, le pont Vieux possédait une Chapelle sur la quatrième pile, dédiée à Sainte Catherine, protectrice des bateliers.