El viaducto actual, levantado en hormigón, fue concluido en el año 1934 y se debe a los arquitectos Ferrero, Aracil y Aldaz, ganadores del concurso convocado por el gobierno de la Segunda República en los años 1931 y 1932. Aunque hubo que reconstruirlo en 1942 ante el estado de deterioro que mostraba por los daños sufridos durante la Guerra Civil española.
El viaducto fue restaurado entre 1977 y 1978, tras plantearse la posibilidad de derruirlo y sustituirlo por uno más moderno. Finalmente se optó por mantenerlo. En octubre de 1998, el Ayuntamiento de Madrid instaló diferentes pantallas transparentes de seguridad junto a las barandillas del viaducto, con el fin de evitar los suicidios que venían sucediéndose.
El Viaducto de Segovia salva un desnivel de 23 m, en su altura máxima. Se trata de una obra racionalista, formada por tres bóvedas de 35 m de luz y cuatro nervios. Está construido en hormigón armado pulido, si bien la base de los pilares aparece recubierta con sillares de granito.
