Bereits Ende des 19. Jahrhunderts war zur Entlastung der innerstädtischen Brücken ein Neubau zwischen Johannstadt und der Äußeren Neustadt vorgesehen. Als Standort plante man seinerzeit den heutigen Thomas-Müntzer-Platz, welcher deshalb halbkreisförmig angelegt wurde und als Altstädter Brückenkopf dienen sollte. Bedingt durch den Ersten und Zweiten Weltkrieg wurden diese Planungen jedoch nicht weiter verfolgt. Erst in den 80er Jahren griff man die Idee wieder auf und plante für 1988/89 der Baustart für eine Elbquerung am Waldschlösschen.

Neben dieser Elbquerung wurden nach 1990 auch Alternativen am Thomas-Müntzer-Platz und zwischen Laubegast und Niederpoyritz, eine dritte Marienbrücke sowie ein Brückenbau zwischen Ostragehege und Erfurter Straße geprüft, letztlich jedoch verworfen. Am 15. August 1996 verabschiedete der Stadtrat mit deutlicher Mehrheit einen Beschluss zum Bau einer neuen Elbbrücke am Waldschlößchen. Im Ergebnis eines Wettbewerbs setzte sich das Projekt der Berliner Architekten Thomas Kolb und Henry Ripke durch. Dieses sieht einen gewaltigen Bogen über dem Fluss vor, welcher an beiden Ufern zugleich als Fußgängeraufgang dienen soll. Die neue Brücke bietet Platz für vier Fahrspuren sowie separate Fuß- und Radwege an beiden Seiten. Auf eine ursprünglich vorgesehene Gleistrasse für die Straßenbahn wurde aus Kostengründen verzichtet. Auf Neustädter Seite soll die Straße in einen Tunnel zur Stauffenbergallee münden, welcher über Rampen die Auffahrt zur Bautzner Straße ermöglicht. Die Gesamtlänge der Brücke wird künftig ca. 600 Meter, die Spannweite des Bogens 145 Meter betragen. Am 29. November 2000 erfolgte durch Oberbürgermeister Herbert Wagner am Johannstädter Ufer der erste Spatenstich.

Allerdings regte sich gegen den Brückenbau heftiger Widerstand, der auch nach mehrfachen Umplanungen des Ursprungsentwurfs nicht endete. Maßgeblich dazu bei trug 2004 die Verleihung des UNESCO-Welterbetitels für das Dresdner Elbtal. Nachdem die UNESCO erklärt hatte, dass Dresden diesen Titel im Fall eines Baus der Waldschlösschenbrücke wieder verlieren würde und Dresden im Juli 2006 auf die “Rote Liste” des bedrohten Weltkulturerbes setzte, entwickelte sich ein mehrjähriger juristischer Streit um den Bau. Obwohl sich im Februar 2005 67,8 % der Dresdner in einem Bürgerentscheid für den Bau der Brücke ausgesprochen hatten, kamen nun erneut veränderte Entwürfe sowie die Idee eines Elbtunnels auf. Im Juli 2006 stimmte der Stadtrat überraschend gegen einen Baubeginn, woraufhin das Regierungspräsidium diesen selbst anordnete. Umweltverbände klagten daraufhin wegen der drohenden Zerstörung des Lebensraumes geschützter Tier- und Pflanzenarten. Die im Elbtal vorkommende Fledermausart “Kleine Hufeisennase” wurde dabei zum Symbol des Widerstands gegen den Brückenbau. Dennoch wurde nach mehreren Gerichtsentscheidungen im November 2007 mit den Vorarbeiten begonnen. 2008-10 folgte der Bau der Anschlusstunnel auf Neustädter Seite, der Brückenpfeiler und die Montage des Hauptteils mit dem Brückenbogen. Dieser wurde am 19. Dezember 2010 mit Hilfe von Spezialtransportwagen und Pontons über den Fluss gezogen und an seinen Bestimmungsort verbracht. Mit einer Fertigstellung der Waldschlösschenbrücke ist nach derzeitigem Stand im Jahr 2011 zu rechnen.