Công trình có tổng chiều dài 1.465 m, trong đó phần cầu dài 885,7 m. Nhịp chính có thiết kế dây văng bất đối xứng, với trụ tháp hình vòm cao 113 m nghiêng về phía Thủ Thiêm, thành phố Thủ Đức, bề mặt được đỡ bằng 56 bó cáp dây văng. Cầu có quy mô 6 làn xe, trong đó có 4 làn ôtô và 2 làn xe hỗn hợp.[4][5]

Đường dẫn cầu ở phía Quận 1 chia thành ba nhánh: nhánh chính trên đường Tôn Đức Thắng dài 437 m, rộng 17,5 m với 4 làn xe vượt qua giao lộ Nguyễn Hữu Cảnh – Lê Thánh Tôn và kết nối với giao lộ Lê Duẩn – Tôn Đức Thắng[6]; nhánh N1 dài 195,5 m cho hai làn xe chạy từ Quận 1 sang thành phố Thủ Đức, bắt đầu từ Công trường Mê Linh, chạy dọc đường Tôn Đức Thắng cặp theo sông Sài Gòn kết nối vào cầu chính; nhánh N2 dài 192,7 m cho hai làn xe chạy từ thành phố Thủ Đức sang Quận 1, chạy dọc theo cầu dẫn nhánh chính phía Quận 1 kết nối xuống đường Tôn Đức Thắng trước nút giao Nguyễn Hữu Cảnh – Lê Thánh Tôn và Tôn Đức Thắng. Đường dẫn phía thành phố Thủ Đức dài 140 m, rộng 36,2 m, kết nối vào Đại lộ Trần Bạch Đằng thuộc Khu đô thị mới Thủ Thiêm.[1]