Geç Roma ve Erken Bizans dönemine ait su kemeri Hadrianus veya Valens Kemeri olarak da adlandırılmaktadır. Yapım tarihi tam olarak bilinmemektedir.
Kentin su sıkıntısını çözmek için inşa edilen kemer zaman içerisinde tahrip olmuş, kentin Osmanlılara geçmesinden sonra Fatih Sultan Mehmed, su şebekesini onartırken kemeri de yeniden kullanıma uygun hale getirmiştir. Kemerin "Bozdoğan" ismini nasıl aldığı bilinmemektedir. Fatih Sultan Mehmed, Sultan II. Bayezid ve Kanuni Sultan Süleyman dönemlerinde kemere eklemeler yapılmıştır.
Bozdoğan Kemeri 1 km. uzunluğunda idi ve Bizans döneminde daha da uzun olduğu tahmin edilmektedir. Günümüzde büyük bir kısmı yıkılmış olan kemerin sağlam kalan bölümü Saraçhane Atatürk Bulvarı'ndadır. 1988'de Belediye tarafından onarılan Bozdoğan Kemeri'nde Roma, Bizans ve Osmanlı etkileri görülmektedir. İstanbul'un en eski su kemeri olan Bozdoğan Kemeri 15 asır boyunca kentin en önemli su kaynaklarından biri olmuştur.