Redan omkring tjugo år efter att den första bron för järnvägen över Öreälven vid Tallberg togs i bruk hade tågvikterna ökat så mycket att bron behövde förstärkas eller ersättas med en ny. Då man kom fram till att förstärkning av den gamla inte var praktiskt möjligt, speciellt inte under pågående trafik, och att ett nytt broläge inte bara skulle höja det tillåtna axeltrycket utan skulle också kunna ge en rakare bana med betydligt högre tillåten hastighet, begränsningen på den gamla bron var 20 km/h. Uppdraget att rita förslag till den nya bron gavs till firman H. Kreuger & O. Linton och slutligen valdes en bro i fem spann, tre på västra stranden, ett på östra stranden samt ett stort bågspann över älven. Den östra stranden uppvisade betydligt sämre markförhållanden än den västra varför antalet pelare där fick reduceras. Betongbron byggdes under åren 1916-1919, en orolig tid med brinnande världskrig. Dessutom drog Spanska sjukan fram under byggets slutskede, arbetsplatsen klarade sig från smittspridning men liktågen rullade sakta förbi
på den gamla bron.
Brobygget var som en stor fabrik som sysselsatte som mest 250 man. Här fanns en krossanläggning, upplag för sand och makadam, ett sågverk, upplag för timmer och virke, marketenteri m.m. Transporter inom arbetsområdet skedde till stor del med hjälp av vagnar på tillfälliga Decauvillespår. Nedför slänterna kunde sand, grus och till och med betong tippas ned i specialbyggda rännor. Transporter uppåt fick ske med olika typer av spel. En ny bansträckning iordningställdes på vardera sidan om brobygget, varvid flera skärningar grävdes ur med en ångdriven grävmaskin. Massorna användes till viss del för att fylla upp bankar mellan skärningarna, men en del transporterades bort på järnvägen.
Inför pålningsarbetena för bron som krävdes i sluttningen på östra sidan av älven uppfördes ett pålgjuteri på östra stranden mellan den gamla bron och byggplatsen. Här gjöts 15 meter långa pelare med kvadratiskt tvärsnitt med sida 300 mm och med smidd järnspets. För grundläggningen av pelaren på östra stranden där också betongbågen skulle fästas in drevs totalt 332 stycken sådana pålar ned i marken. På dessa gjöts det stora fundament som kan ses delvis ovan mark vid pelaren. Även vid landfästet längre upp i slänten på samma sida utfördes pålningsarbeten, dock inte i alls i samma utsträckning som vid pelaren på stranden. Som stöd för gjutformen för den stora betongbågen byggdes fyra provisoriska fundament ute i älvfåran. De pålades med träpålar under vintern 1917 och stod klara på våren. På dessa fundament byggdes sedan en stor trästrällning upp på vilken bågens form vilade. För att kunna lossa formen efter gjutningen användes domkrafter som kunde sänka formen rakt nedåt efter gjutningen. Bara bygget av denna ställning tog ungefär ett år.
Arbetet med att gjuta fundament och bropelare började på västra stranden hösten 1916 och dessa pelare stod klara hösten 1917. Pelaren på östra stranden färdigställdes i juni 1918. När pelarna var färdiga började arbetet med gjutformar för valven mellan pelarna. Dessa formar vilade på de utstickande klackar som än idag kan ses på pelarna. Gjutningen av sidovalven och den stora betongbågen pågick under försommaren och sommaren 1918. I augusti 1918 kom den kritiska stund då gjutformen under huvudspannet sänktes. Efter detta återstod gjutning av farbanan, arbeten som utfördes symmetriskt uppe på betongbågen. Alla betongarbeten blev färdiga under senhösten 1918. Härefter återstod diverse provbelastingar av bron samt färdigställande av linjeomläggningen fram till densamma. Bron invigdes i oktober 1919 av generaldirektör Axel Granholm.
Den stora betongbron vid Tallberg har en totallängd på 229 meter. Totalt användes 11 000 kubikmeter betong vid bygget av bron, och den armerades med 118 ton järnvägsräls och 131 ton rundjärn. Det 90 meter långa huvudspannet var vid brons invigning världens längta betongspann för normalspårig järnväg. I 75 år bar bron de allt tyngre tågen på stambanan över den djupa dalgång som Öreälven flyter genom. När den tredje bron på platsen stod klar 1994 hade betongbron dömts ut för dålig bärighet och allvarliga betongskador. Den står nu kvar som ett monument över det tidiga 1900-talets brobyggarkonst. Bron förklarades som byggnadsminne 1997.