Своё название мост получил от казарм Гренадерского полка, которые были сооружены в 1803—1809 гг. (солдатский корпус находился на набережной реки Карповки, офицерский корпус — на Петроградской набережной). Лейб-гвардии Гренадерский полк был сформирован ещё в XVIII веке. Солдаты этого полка были активными участниками восстания декабристов в 1825 году.

Первая наплавная переправа в районе современного Гренадерского моста появилась ещё в 1758 году. В 1806 году наплавной мост перевели в район современного Сампсониевского моста, а на этом месте был устроен перевоз.

В 1904—1905 годах в створе Малого Сампсониевского проспекта был сооружён первый постоянный мост — деревянный на свайных основаниях с центральным двукрылым разводным пролётом, разводящимся вручную. Тогда же мост получил название Гренадерский.

В 1951 году Гренадерский мост был перестроен, разводной пролёт был выполнен в металле.

В 1971—1975 годах мост был полностью реконструирован и перенесён на его текущее место. Для улучшения транспортной обстановки одновременно с переносом моста была проложена Гренадерская улица и построены тоннель на Выборгской набережной и Аптекарский мост через Карповку.