Die Göltzschtalbrücke wurde in den Jahren 1846 bis 1851 im Zuge des Baus der Sächsisch-Bayrischen Eisenbahn bei Mylau zusammen mit einem ähnlichen Bauwerk, der Elstertalbrücke zwischen Jößnitz und Jocketa, erbaut.
Bei dem Bau dieser Trasse, welche von Leipzig über Plauen und Hof bis nach Nürnberg führt, musste als eine der größten Herausforderungen das Tal der Göltzsch überwunden werden. Da die Sächsisch-Bayerische Eisenbahn-Compagnie über wenig Geld verfügte, wurde versucht, am 27. Januar 1845 mittels eines Wettbewerbes in allen großen deutschen Zeitschriften mit 1000 Talern Preisgeld eine günstige Möglichkeit für den Brückenbau zu finden. Es gingen 81 Vorschläge ein, jedoch konnte keiner davon mittels statischer Berechnungen nachweisen, den Belastungen des geplanten Eisenbahnverkehrs gewachsen zu sein. Das Preisgeld wurde daraufhin auf vier Vorschläge aufgeteilt, aber keiner dieser tatsächlich realisiert.
Der Leiter der Prüfungskommission, Professor Johann Andreas Schubert, entwarf daraufhin unter Berücksichtigung seiner eigenen Erfahrungen mit statischen Berechnungen selbst eine Lösungsmöglichkeit und verwendete dabei einzelne Anregungen aus den eingegangenen Vorschlägen. Damit wurde die Brücke die erste statisch berechnete der Welt. Der Planer sah – damals sehr außergewöhnlich – als hauptsächlichen Baustoff Ziegel vor, weil in der Gegend große Lehmvorkommen vorhanden waren und somit Ziegel kostengünstig und schnell beschafft werden konnten. Nur an einigen besonders stark beanspruchten Stellen plante er die Verwendung von Granit.
Die Grundsteinlegung erfolgte am 31. Mai 1846. Nach Baubeginn musste die Planung noch einmal geändert werden, da einige technische Schwierigkeiten auftauchten. Unter anderem war der vorgefundene Baugrund im Tal nicht so fest wie vorher angenommen, weshalb die ursprünglich geplanten gleichmäßigen Bögen nach einem Entwurf von Oberingenieur Robert Wilke durch einen mittigen und wesentlich größeren Bogen ersetzt wurden. Dies trug noch weiter zu der Sehenswürdigkeit des imposanten Bauwerkes bei.
Die Göltzschtalbrücke war eine für ihre Zeit außergewöhnliche Großbaustelle. Für den Bau wurden täglich 50.000 Ziegel in dem ungewöhnlichen Format 28 cm x 14 cm x 6,5 cm von fast 20 Ziegeleien entlang der Bahnstrecke gebrannt. Das Baugerüst verbrauchte 230.000 Baumstämme. [1] Insgesamt waren 1736 Arbeiter mit dem Bau beschäftigt. Während des Baus kam es unter Ihnen zu 31 tödlich Unfällen. Nach der Fertigstellung und Einweihung am 15. Juli 1851 war die Göltzschtalbrücke die höchste Eisenbahnbrücke der Welt, die weltweit größte Ziegelbrücke ist sie immer noch.
