Žaliasis tiltas turi ilgą istoriją, tačiau šiuo pavadinimu jis žinomas tik nuo 1952 metų. Pirmasis tiltas anot istorikų abu Neries krantus jungė dar XIV amžiuje. 1386-ųjų metų pavasarį potvynis sugriovė medinį tiltą, tačiau nėra aišku ar jis buvo atstatytas.
Žinoma, kad XVI amžiuje Žygimantas senasis Vilniaus pilininkui Ulrichui Hoizijui pavedė pastatyti naują tiltą. Šis tiltas buvo medinis ant mūrinių atramų, su vartais iš abiejų pusių ir patalpomis sargybai bei muitininkams.
„Tilto išlaidas padengti turėjo mokesčiai už naudojimąsi juo, o kai atsipirks statybos išlaidos, šis mokestis eis vargšų prieglaudos ir ligoninės išlaikymui. Mokesčiai už tiltą buvo renkami prie abiejuose tilto galuose pastatytų vartų. O mūrinis buvo vadintas dėl to, kad jo atraminiai stulpai buvo iš mūro, nors pats tiltas buvo medinis“, - pasakojo istorikas Elmantas Meilus.
Šį tiltą gindamiesi nuo maskviečių sudegino Jonušo Radvilos kariuomenė, tad praėjus 15 metų priimamas sprendimas pastatyti naują. Savo paslaugas pasiūlė karališkosios tarnybos pulkininkas ir inžinierius Džovanis Batista Fredianis. Tačiau statyboms einant į pabaigą jį ištiko pirmojo tilto likimas – pavasarį pajudėjus ledams tiltas įvirto į upę. Tiltas buvo iš tiesų įspūdingas ir pretendavo tapti ilgiausiu tarpatraminiu tiltu. Dėl finansinių sunkumų po tilto griūties kitą įstengta pastatyti tik po šešerių metų, tačiau ir šis ilgai neišstovėjo, nes tapo avarinės būklės.
„Kiek vėliau, 1733 metais, toje pačioje vietoje pastatytas naujas medinis tiltas, kuris nudažytas žaliai ir taip įgavęs savo iki dabar išlikusį Žaliojo tilto pavadinimą. Tačiau jis dar nebuvo panašus į dabartinį žaliąjį tiltą. Tai buvo medinis tiltas nudažytas žaliai“, - teigė istorikas.
1812 metais besitraukianti Rusijos kariuomenė vėl sudegina tiltą, o Napoleono kariai vietoj jo pastato laikiną pontoninį tiltą.
Po karo, vėl kuo skubiau atstatomas žaliasis tiltas, tačiau dėl nuolatinių potvynių jį vis tekdavo taisyti, kol pagaliau XIX a. pabaigoje nusprendžiama problemą spręsti iš pagrindų. 1891 Mikalojus Beleliubskis parengia naująjį projektą. Metalinės tilto konstrukcijos buvo pagamintos Sankt Peterburge ir 1894 metų spalį buvo baigtos šio metalinio tilto statybos.
Deja, šį tiltą Antro pasaulinio karo metais 1944 kaip ir keletą kitų strateginių Vilniaus objektų susprogdina vokiečių kariuomenė.
Dabartinis žaliasis tiltas baigtas statyti tik 1952 metais jį papuošiant tuometinių skulptorių socrealistinėmis skulptūrinėmis kompozicijomis, kurios tik nesenai buvo nukeltos.