1928年，南京政府国民革命军北上攻打奉系军阀张作霖。5月，据守山东的奉系军阀张宗昌溃逃时，炸坏大桥，第8号墩顶部被炸去约3.8米，第8孔梁及第9孔的端横梁坠落在桥墩上。后由津浦铁路管理局发包给南京裕庆公司修复，1929年4月先行通车，7月全部完工，共投资2.01万元。 国民党军阀中原大战爆发后，1930年端午节前后，蒋介石部与阎锡山、冯玉祥部隔河炮战，击伤钢梁多处。1931年，由津浦铁路管理局大修加固，共耗资2.67万元。1937年11月，日本侵略军南犯济南，山东省政府主席、第五战区副司令长官韩复榘率部溃退时，组织铁路工程队将大桥炸毁。第9、10号桥墩水面以上全部被炸飞，3孔悬臂梁断裂坠入河中，第3、4、5、6、7、8各孔钢梁均一端坠地，钢梁杆件被炸伤87处之多。日军占领济南后，于1938年1月由日本黄河桥工程事务所施工，7月修复通车。共投资376万元，用钢材4000余吨。因悬臂梁损坏严重，更换为日本铁道部大臣官房研究所设计、日本汽车制造株式会社制造的新梁。架梁时出于军事需要，未待铆合，即强行通车，致使第10孔孔梁下挠240毫米，给大桥留下隐患。1949年2月，国民党军队派飞机轰炸泺口黄河特大桥，炸伤悬臂梁，当时进行了焊修。1959年又进行大修加固。 1910年，洪水将正在施工中的第10号墩基础冲毁，发觉原设计欠妥，后增加了沉箱下沉深度。1958年，大桥经历了二百年一遇的特大洪水冲击，桥墩护桩冲刷严重。7月23日洪峰最大，其流量为11940立方米/秒，流速为4.4米/秒，持续时间长达5个小时。8月6日，周恩来总理飞抵济南，在山东省和济南局领导同志陪同下，步上大桥，察看水情，详细询问了防洪措施及大桥的使用情况，要求一定要确保大桥安全，保证铁路正常运输。7日，济南局确定了大桥的防洪措施，11日开始施工，采用了打铁桩加强桥梁平面的稳定性、修筑防水屏障阻挡水流冲击等方法，同时对10号桥墩抛石笼加以防护。事后测知，该方法对防止桥墩遭受冲刷起到了重要的作用。施工中,济南局基建处第一线桥工程队戈福增技师建议，把原用铁丝编制的石笼改为竹篾编制，节约了大量金属材料，并改进了劈竹刀具，提高工效15倍。21日，大桥防洪工程提前两天完工，保证了津浦铁路干线的畅通。1970年，冰排阻塞河道，危及大桥安全，中国人民解放军驻济部队开炮炸开冰凌，消除了特大凌汛的威胁。 建国初，针对大桥存在的病害的隐患，采取了限制双机联挂及通过大桥的列车速度不得超过20公里/小时的措施。1951年9月，铁道部工务局桥梁检定队对该桥进行了全面检测，认定：9孔简支梁最低等级为中-23级、3孔悬臂梁最低等级为中-25.2级，不需要采取限速措施，但仍应限制双机联挂，防止超载。同时，依据检测结果，进行了整修和加固。1960年及1966年又进行了结构试验，各项指标尚能满足要求。但对第10孔钢梁下挠对承载能力的影响，未能做出结论。1981年，济南局工务部门对大桥上部结构进行了重点测量、检查和检算。1982年，由济南局桥隧大修段进行了加固。由于黄河水含沙量大，河床淤高快，特别是进入上个世纪90年代，桥址河床平均淤高2.3米，其间河堤连续加高了三次。因防汛安全需要，当时国务院和铁道部文件规定，从1991年4月21日起，大桥停止客货列车通过，全桥封闭，所有客货列车改经位于齐河县的曹家圈大桥横渡黄河。 1992年，国家决定修建邯郸至济南的铁路，有关专家认为，泺口黄河铁路大桥仍有使用价值。经过一系列科学检测鉴定，证明泺口黄河铁路大桥具有充足的剩余寿命，于是决定对泺口黄河铁路大桥进行修复改造。1998年伊始，泺口老桥抬高加固工程开工，将北端八孔钢梁抬高与主桥孔梁底相平。2000年5月31日泺口黄河铁路大桥又正式恢复通车。据专家测算，泺口黄河铁路大桥完全可以再使用50年。2006年，京沪铁路进行电气化改造，这座百年老桥再次焕发生机，日通行列车28对。
