Les plans détaillés de la section Saint-André-Annot sont dressés entre 1899 et 1901. Le viaduc de Thorame et le pont de Quarante mètres n'étaient pas prévus dans le projet initial de 1892. Selon ce dernier, la voie ferrée restait en rive droite du Verdon et ne franchissait la rivière qu'au moment d'entrer dans le tunnel de la Colle. En 1901 s'est imposée l'idée de franchir trois fois le Verdon pour éviter plusieurs obstacles que la ligne aurait rencontrés en empruntant la rive droite. Deux nouveaux viaducs étaient indispensables. Le viaduc de Thorame fait partie du premier lot de cette section qui va de Saint-André au tunnel de la Colle Saint-Michel, adjugé à l'entreprise Vitté et Allard. Sa grande hauteur et l'angle marqué qu'il forme avec la rivière sont la conséquence de l'emplacement finalement choisi pour la gare, qui devait dans un premier temps être établie en contrebas de l'église. Situer la gare entre l'église et le coteau permettait en effet d'adopter un profil plus simple pour la ligne sur une bonne partie de la section. A la demande de la compagnie, l'inspection générale des Ponts et Chaussées trancha en ce sens à l'été 1901. Mais le pont à une arche de 35 m d'ouverture surbaissée au tiers qui était jusqu'alors prévu pour franchir le Verdon ne pouvait plus convenir. Un nouveau projet tenant compte des nouvelles contraintes dut être mis au point et il aboutit à la construction d'un grand viaduc à trois arches conçu sous l'autorité de Philippe Zürcher. Les travaux, commencés après 1904, ne se sont achevés qu'en 1908. Le pont a été ouvert à l'exploitation commerciale le 11 juillet 1911. Le 24 juin 1944, une action de la Résistance a endommagé une des arches qui n'a été réparée qu'à l'été 1946, grâce à l'injection de béton et à la pose de tirants par l'entreprise Chauffour-Dumez.