Ban đầu, cầu Cổ Chiên được thiết kế là cầu dây văng ba nhịp, kết cấu tháp bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ có chân hẹp cao 71m, được thiết kế với 4 là xe, rộng 16m và vận tốc 80 km/h.[3]

Sau khi khởi công được hơn 1 năm, đến tháng 4 năm 2012, dự án xây dựng có sự thay đổi về kỹ thuật. Theo đó, cầu sẽ được xây theo dạng cầu bê tông dự ứng lực đúc hẫng thay vì cầu dây văng như thiết kế ban đầu, và chưa xây dựng tuyến tránh 8,4 km thuộc phía Bến Tre. Việc điều chỉnh này được cho là khó khăn về vốn.[7][8] Cầu Cổ Chiên được thiết kế vĩnh cửu bằng BTC và BTCT dự ứng lực, kết cấu nhịp chính dạng đúc hẫng cân bằng, sơ đồ nhịp (90+3×150+90)m; kết cấu nhịp dẫn gồm 24 nhịp dạng giản đơn dầm Super T, chiều dài nhịp 40m; Tổng chiều dài cầu 1,599Km; Tải trọng thiết kế: Hoạt tải HL-93; Mặt cắt ngang 4 làn xe, bề rộng cầu Bc = 16m; Vận tốc thiết kế 80Km/h; Tĩnh không thông thuyền: chiều cao H ≥ 25,0m, chiều rộng B ≥ 120m.[9]

Chủ đầu tư: Ban Quản lý dự án 7 (Bộ Giao thông Vận tải)Tổng vốn đầu tư: 2 308 tỷ đồng.