Мост построен в 1929–1930 годах в комплексе строительства Самаро-Златоустовской железной дороги. В эксплуатацию мост пустили в 1931 году с открытием второго железнодорожного пути. Автор проекта — профессор Н.А. Белелюбский (1885–1922). Однако документального подтверждения, что именно Белелюбскому «принадлежит» Никольский мост через Сим, нет. Название получил в честь святого Николая Чудотворца, который считается покровителем путешественников и торговцев.