Byggingen av broen startet 11. november 1811. Rennie tok i bruk flere revolusjonerende byggeteknikker, blant annet var det første gang dampdrevne pumper ble brukt for å lense vann bort fra innsiden av de midlertidige demningene som ble bygget der bropilarene i endene skulle stå. Granittsteinen som skulle brukes til å kle broen ble hentet fra Aberdeen, Cornwall og London. Veidekket ble dekket med grus og deretter med knust flint. Presset sammen ga dette en fast overflate. Waterloo Bridge ble åpnet av prinsregenten og Hertugen av Wellington den 18. juni 1817. Opprinnelig skulle broen hete Strand Bridge, men fikk i stedet navn etter slaget ved Waterloo i 1815, hvor Hertugen av Wellington med allierte hadde beseiret Napoléon Bonapartes styrker. Broen kostet 937 000 pund å bygge, nærmere dobbelt så mye som estimert. Det viste seg etter hvert at de antatt store inntektene fra bompengene uteble, siden det var gratis å bruke Blackfriars Bridge og Westminster Bridge. Situasjonen var prekær, og i 1840 hadde en aksjes verdi i det nå omdøpte Waterloo Bridge Company sunket fra 100 til 1 pund. Metropolitan Board of Works kjøpte broen i 1877, og det ble nå gratis å bruke broen. Prisen var 475 000 pund, litt over halvparten av hva broen opprinnelig hadde kostet. Selv om Waterloo Bridge ble en økonomisk fiasko ble broen beundret av offentligheten og den ble malt av blant annet John Constable og Claude Monet. Sistnevnte malte over 40 bilder av Waterloo Bridge. Broen ble etter hvert også beryktet for selvmord, kriminalitet og prostitusjon.