Die heutige Eisenbahn- und Fußgängerbrücke ersetzte 1911 die damalige Dombrücke, wegen des kastenartigen Aussehens auch Mausefalle genannt. Architekt Franz Schwechtem errichtete die prägnanten Brückenköpfe als neoromanische Wehrbauten. Nach weitgehender Zerstörung 1945 erfolgte der Wiederaufbau der Hohenzollernbrücke nach Kriegsende bis 1959. Die Brückentürme wurden 1958 entfernt. Eine Erweiterung schaffte 1985 Platz für ein drittes Gleispaar.

Die Brücke ist nach den Kaisern der Hohenzollern-Familie genannt. An beiden Enden der Brücke stehen jeweils zwei Reiterdenkmäler. Rechtsrheinisch steht ein Denkmal für Friedrich Wilhelm IV von Preußen und Kaiser Wilhelm I. Auf der linken Rheinseite steht das Denkmal von Kaiser Friedich III und Kaiser Wilhelm II.

Heute ist die Hohenzollernbrücke die meistbefahrene Eisenbahnbrücke Europas und verbindet den Hauptbahnhof mit dem Deutzer Bahnhof.