לאורך זמן מקובלת הייתה הסברה שהפון דו גאר נבנה בידי מרקוס ויפסניוס אגריפס, חתנו ויד ימינו של הקיסר אוגוסטוס, בסביבות שנת 19 לפנה"ס. אולם ממצאים ארכאולוגיים חדשים יותר מצביעים על האפשרות שהגשר נבנה מאוחר יותר, בסביבות מחצית המאה הראשונה - עשרות שנים לאחר פטירתו של אגריפס. הגשר נבנה כחלק ממערכת הולכת מים באורך 50 ק"מ, ממעיינות בקרבת העיר אוזס אל העיר נמאסוס (נים).

הגשר מדגים את מיטב היכולות ההנדסיות של הבנאים הרומיים. בנייתו נעשתה בבנייה יבשה, ללא כל שימוש במלט. אבני הגשר, בחלקן אבני ענק במשקל של עד 6 טונות, נחצבו ונחתכו להתאמה מושלמת בהרכבה זה לזה ללא שימוש בחומרי חיבור. מערכת מורכבת של גלגלות ומסועים שימשה להרמת אבני הבניין למקומן, ומערכת פיגומים תמכה במבנה בעת בנייתו. עדויות לאמצעים הנדסיים אלה ניתן למצוא במבנה הגשר עד היום, בדמות בליטות וחריצים בתמוכותיו. מניחים שבניית הגשר ארכה כשלוש שנים, והעסיקה קרוב לאלף פועלים.

עם השלמתה של אמת המים נתאפשרה אספקת המים לעיר נמאסוס, והמערכת הובילה 20,000 מ"ק של מים ביום, שהוזרמו לאורך 50 ק"מ בשיפוע מתון של 34 ס"מ לק"מ (1:3,000). הפרש הגובה בין נקודת המוצא של המים לבין יעדה אינו עולה על 17 מטרים.

למן המאה הרביעית לספירה הוזנחה תחזוקת הגשר, ומשקעי עפר ולכלוך מילאו כשני שלישים מנפח מוביל המים שבראש המבנה. במאה התשיעית הפכה אמת המים לבלתי שמישה, ותושבי האזור החלו לעשות שימוש משני באבני קצות הגשר. עם זאת, רוב רובו של מבנה הגשר השתמר באופן מרשים.

 פון דו גאר בסביבות שנת 1850

מימי הביניים ועד המאה ה-18 שימש המבנה כגשר רגיל למעבר רגלי בין שתי גדות הנהר. ב-1295 הונהגה גביית אגרה מחוצי הגשר. עמודי הקומה האמצעית הוצרו כדי לאפשר דרך רחבה יותר בקומה הראשונה שנשאה אותה, אך שינוי זה העמיד בסכנה את יציבותו של המבנה, ולכן ב-1702 שוקמו עמודי הקומה האמצעית לרוחבם המקורי. ב-1743 נבנה גשר חדש בצמוד לקשתות הקומה התחתונה כדי לאפשר תנועה בין שתי גדות הנהר במבנה ייעודי לנושא, והגשר המקורי שוקם והחל להוות אטרקציה תיירותית. באמצע המאה ה-19, בתקופת מלכותו של נפוליאון השלישי, נערכו עבודות שיקום נוספות במבנה.

איכות הבנייה הגבוהה של הפון דו גאר הפכה אותו לתחנת לימוד קבועה במסעותיהם המסורתיים של צוערי הבנאים המומחים של צרפת ברחבי המדינה, המתקיימים מאז ימי הביניים במסגרת ארגונם "קומפניון דו טור דה פראנס". רבים מהם הותירו את רישומיהם על אבני המבנה, ואלה מצטרפים לסימוניהם של הבנאים הרומאים המקוריים שנגעו לאופן הצבת האבנים במבנה.

ב-1985 צורף הפון דו גאר לרשימת אתרי המורשת העולמית של אונסק"ו. ב-1998 ניזוקה קשות סביבת הגשר בשיטפונות שפקדו את האזור, והכביש המוביל אל האתר הוצא מכלל שימוש יחד עם מתקנים הסובבים את הגשר; אך הגשר המסיבי עצמו, הניצב על תילו מזה למעלה מאלפיים שנה, לא סבל נזקים משמעותיים. בשנת 2000 הושלמו עבודות שיפוץ נרחבות של מתחם האתר, שבוצעו בשיתוף פעולה בין ממשלת צרפת, רשויות השלטון המקומי באזור ואונסק"ו. העבודות כללו פיתוח סביבתי ואדריכלות נוף, הקמת מרכזי מבקרים בשתי גדות הנהר, ופתיחת מוזיאון העוסק בהיסטוריה של האתר. במיזם הושקעו 32 מיליון אירו, השקעה שעוררה ביקורת הן בשל גובהה והן בטענה כי הפיתוח פוגע ביופיו הטבעי של המקום. כיום מבקרים במקום מעל מיליון איש בשנה. בשנת 2004 הוענק לו מעמד של אחד מהאתרים הגדולים של צרפת.