建設は1846年に始まり、1850年3月5日に試運転が行われ、3月18日から上り線が開通した。さらに10月19日には下り線も完成した。その当時、鋳鉄でできた桁橋をはるかに上回る長さを持つ「偉大で並外れた新しい橋」であった。陸上部の径間は、木製の台を組み立ててその上で桁の組み立て工事が行われた。これに対して海上の箱桁は、船の航行を阻害しないためウェールズ本土の海岸で組み立てられ、艀に載せて橋脚の位置へ移動させた。石造の橋脚は干潮時を利用して建設されており、この中間に桁を通す穴と、ここまで桁を引き上げるのに必要な垂直の溝が付けられていた。1849年6月19日に最初の主桁である上り線アングルシー側の橋桁を架設する作業が行われたがロープ巻き上げ機の故障により延期され、翌20日に橋脚の根元に安置された。それから水圧ジャッキを用いて徐々に引き上げていき、10月13日に所定の位置に持ち上げられた。途中8月17日にはジャッキの故障により桁が落下する事故が発生したが、ジャッキで桁を持ち上げるたびにその下に石を積み重ねていく慎重な方法を取ったことから大きな損傷は受けなかった。続いて上り線本土側の主桁が12月6日に現地に送られ、1850年1月7日に所定の位置まで引き上げられた。こうして上り線の橋桁が所定の位置に揃うと、その間をつないで連続桁とする工事が行われた。橋桁は温度差によって伸縮するため、ブリタニア岩礁の橋脚にのみ固定し、他の橋脚や橋台には可動支承を用いて桁の伸縮を許容する構造とした。3月5日に最後のリベットがロバート自身によって打ち込まれ、試運転が行われた。3月18日から営業運転が単線で開始され、10月19日に複線の橋が完成した。当初は橋の東側のたもとに、チェスター・アンド・ホリーヘッド鉄道が運営し地域のローカル列車が停車する駅があった 。この駅は8年半の営業の後、旅客が少なすぎるために廃止となった。駅舎の下部の残骸以外には何も残されていない。ブリタニア橋の建設に用いられた技術は、イザムバード・キングダム・ブルネルがサルタッシュのテイマー川にロイヤルアルバート橋を架ける際に影響を与えた。
1937年（昭和12年）7月の盧溝橋事件で日本と中国は全面衝突し、7月末から8月にかけて上海で大山事件など日本将兵が殺害される事件が相次ぎ、8月13日中国軍が攻撃を開始し、第二次上海事変が始まった。8月14日には中国空軍による上海爆撃が実施され、日本軍陣地だけでなく租界地などの歓楽街にも被害が出た。これを受けて日本は8月15日に「もはや隠忍その限度に達し、支那軍の暴虐を膺懲」すると声明を出し、第3・第11師団による上海派遣軍を編成して派遣した。9月2日に「北支事変」から「支那事変」と改称した。蒋介石も8月15日に対日抗戦総動員令を発令し、自らが陸海軍総司令官につき、四つの戦区に分けて全面戦争体制を整えた。蒋介石は華北は補給維持が困難であるとして増援せず、主力は揚子江流域都市（南京市など）での決戦に備えて温存すると計画した。日本が中国に対し「速戦速決戦略」を採用したのに対して蒋介石の戦略は、華北の日本軍が南下し、武漢地区で中国が東西に分断されるのを防ぐため、中国軍が華北では後退し、 上海に主力を集中して主戦場を華北から華東へと誘致するもので、「日本軍に上海戦場を開かせる」という「持久消耗戦略」であった。また、アメリカやイギリス、ソ連などを日中戦争に巻き込むという政略も採用した。上海戦で日本軍は苦戦し、9月までの日本軍第3・第11師団だけで死傷者は12388名にのぼり、第9師団は11月の蘇州河渡河までに12360名の死傷者を出した。日本は11月5日、第10軍を杭州湾に、第16師団は白茆口に上陸させ、戦況は一挙に好転した。11月7日に上海派遣軍と第10軍を併せて中支那方面軍として編成した。河辺虎四郎ら参謀本部作戦課は作戦地域を上海西部の蘇州から嘉興を結ぶ線以東に制限したが、武藤章参謀副長らは南京追撃を主張した。11月15日、第10軍は「一挙追撃を敢行し、南京を占領すべき」と積極案を出し、独断で進撃を開始した。松井石根中支那方面軍はこれを追認した。制限線撤廃をめぐって激論となっていたが参謀本部も11月24日、南京攻略を容認し、蘇州-嘉興線以東の制限を廃した。方面軍は、上海派遣軍追撃隊は、常州、丹陽、金壇に前身拠点を造り、主力は無錫〜湖州線より東部で準備すると命じた。10軍は嘉興〜湖州〜長興へ、114師団一部は宜興・漂陽へ、18師団追撃隊および国崎支隊は広徳に進出し、主力は後方地区に終結した。最前線の部隊は、中国軍によって徹底的に破壊された橋梁や道路を修復しながら進撃をつづけた。参謀本部はトラウトマン工作など政治的解決を優先する意見などがあったが、下村定第一部長の意見具申により南京攻略が決定され、大陸命7号によって中支那方面軍の戦闘序列が、大陸命8号によって海軍との共同攻略が下令された。中国側は消耗持久戦へ転換させ、ゲリラ戦を発動させた。蒋介石は11月7日の日記で「抗戦持久」が重要で、「遊撃戦を発動し、敵を疲労させる」と書いた。これは中国軍の83個師団約40万の兵力を江北に撤退させる退却掩護作戦でもあり、南京防衛は固守して援軍を待つものでなく、敵軍の消耗を目的としたもので、日本軍進撃を食い止めるために橋梁、道路は徹底的に破壊され、家屋は焼かれ、食料は持ち去られた。T・ダーディン特派員によれば、南京城外15マイルの空野清野作戦は中国軍の怒りとフラストレーションであり、焼き払いは軍事目的には役に立たなかったさらに敗残兵は後方地域に潜入してゲリラ化して日本軍を襲撃した。国民政府は11月19日に重慶遷都を決定した。首都南京からの撤退に蒋介石が反対し、唐生智も南京固守方針を定めた。しかし唐は「わが血肉をもって南京城と生死を共にする」と誓っていながら、徹底抗戦を叫んで逃亡する。9か国条約会議が不調に終わってからは蒋介石も和平交渉に乗り気で、12月2日にトラウトマン大使と会談した。