位于琉璃河石桥南头东边的《敕修琉璃河桥记》碑，记述了明万历年间修缮琉璃河石桥及路堤的史实，也就是第二次维修。明万历年间，石桥南侧三洞坍塌，路堤也有泐有拆，过往行人无法通行。明神宗获悉后，产生恻悯之心，神宗母慈圣太后首先捐银1万两，六宫而下也都有所捐助，神宗出银29054两，不足之数则佐以水衡钱及各处进助银两，令内宫监太监何江前去修造。自万历二十八年（1600年)冬到万历三十年（1602年)春，石桥和路堤修缮完毕。
第三次维修在光绪十六年(1890年)，是年夏连日大雨倾盆，山水暴发，异常汹涌，将桥冲断20余丈。为供行人通行，只好在桥东添设渡船，可是两岸行人因等候的时间太久而争相抢渡，几至相殴。地方官员上奏朝廷后，朝廷立即调拨巨款，命直隶总督李鸿章派员监修，年余竣工。
民国时期曾数次修葺，均属于一般维护。日本侵略军投降后，河北省公路局于民国三十五年（1946年）整修京保公路，在琉璃河地区一带农民的配合下，拆除琉璃河火车站以南、以北的岔道两边的大墙，将其中基本完整的桥栏杆石件运回琉璃河桥上，又用旧石料配制一部分桥栏杆石件，将琉璃河桥的栏杆重新修复。国民党军队撤退前，将琉璃河石桥的桥面条石掀起多处，并在桥头挖出几道壕沟，以阻挡解放军。
1959年3月下旬至4月中旬，北京市道路管理处对琉璃河石桥实施第四次维修，包括桥基及海墁维修工程，修理桥台、桥墩，整修驳岸石墙等，并将桥面的旧沥青面层修补后，又加铺一层沥青面层。
1999年10月，在琉璃河石桥的西侧建成一座钢筋混凝土结构的大桥。从此，琉璃河石桥由公路桥梁改为文物桥。由于琉璃河石桥年久失修，造成桥面下沉，券洞开裂，损坏严重，被撞毁的望柱达74根，栏板60块。 2001年5月29日，进行琉璃河石桥的第五次修缮工程，2002年7月29日竣工，修缮桥南的护坡，进行河底清淤、河底石铺墁，把原来的混凝土桥身栏板、望柱栏板换成石制材料，把桥面沥青面清理掉露出桥面石等。琉璃河石桥脱下穿了几十年的“沥青装”，几百年来穿桥留下的几十车辙痕迹清晰地展现在眼前，这在北京市还是第一次。这些车辙深度达十几厘米，是古代铁轴车常年压过形成的，这对研究古代桥梁和风俗都有重要文物价值， 同时也印证了琉璃河石桥对南北交通起到重要作用。据民国十三年《良乡县志·舆地志》载：“（琉璃河）石桥为朝宗孔道，四会轮蹄；北望卢沟，双虹对跨，诚京南要隘也。”如今，这座古老而壮丽的桥，仍保留着原有风貌，向人们展示着精湛的建筑艺术和历史的沧桑。