Chiếc cầu này được các thương nhân người Nhật Bản góp tiền xây dựng vào khoảng thế kỷ 17, nên đôi khi người ta còn gọi là cầu Nhật Bản. Theo truyền thuyết, ngôi chùa được coi như là một thanh kiếm đâm xuống lưng con quái vật Namazu, khiến nó không quẫy đuôi, gây ra những trận động đất.[1] Sau đó, người ta dựng thêm phần chùa, nối liền vào lan can phía Bắc, nhô ra giữa cầu, từ đó người địa phương gọi là Chùa Cầu.

Năm 1719, chúa Nguyễn Phúc Chu thăm Hội An, đặt tên cho chiếc cầu là Lai Viễn Kiều, với ý nghĩa là "Cầu đón khách phương xa".

Theo niên đại được ghi lại ở xà nóc và văn bia còn lại ở đầu cầu thì chiếc cầu đã được dựng lại vào năm 1817. Ngôi chùa có lẽ cũng được dựng lại vào thời gian này.

Chùa được trùng tu vào các năm 1817, 1865, 1915, 1986 và dần mất đi các yếu tố kiến trúc Nhật Bản, thay vào đó là kiến trúc mang đậm phong cách Việt, Trung.[1]

Ngày 17 tháng 2 năm 1990, Chùa Cầu được cấp bằng Di tích Lịch sử – Văn hóa quốc gia.[1]

Hiện nay, Chùa Cầu đang bị xâm thực bởi kênh nước thải hôi thối bên dưới cầu và có nguy cơ bị lún nghiêng.[2]