日治明治41年（1908）4月，臺灣縱貫鐵道全線通車，山線鐵道后里至葫蘆墩（今豐原）間是最後完工路段，大甲溪鐵橋為橫跨大甲溪之鐵道橋樑，即屬於此段。昭和10年（1935）中部大地震，新竹至臺中間之地區震災嚴重，此區隧道、橋樑、鐵軌損毀至鉅，費時3年始修復完成。 戰後，鐵道由臺灣鐵路管理局接管，民國53年（1964）4月大甲溪鐵橋進行抽換鋼梁工程，民國86年（1997）10月，后里至豐原間改走新山線鐵道，大甲溪鐵橋的鐵道生涯正式走入歷史。民國88年（1999）921震災後，大甲溪鐵橋因鋼梁鏽蝕，經行政院文化建設委員會補助經費，進行除鏽油漆工程。民國94年（2005）由臺中縣政府規劃作為自行車道「后豐鐵馬道」。 民國93年（2004）臺中縣政府以大甲溪鐵橋為縱貫鐵路舊山線重要橋樑之一，能顯現日治時期工藝及技術交通工程結構，造型優美，具有集體記憶及再利用發展潛力，公告登錄為歷史建築。