Tuy nhiên so với thiết kế ban đầu, cầu có nhiều hạng mục không được xây dựng đầy đủ. Hạng mục dễ nhận thấy nhất đó là hai tháp đầu cầu: Theo thiêt kế, hai đầu cầu có hai tháp cao. Sau khi vượt khỏi tầng trên cầu ô tô, trên đỉnh các tháp này có sàn và đài quan sát phục vụ cho khách tham quan cầu ngắm cảnh sông Hồng và thủ đô Hà Nội. Trong lòng các tháp này là hệ thống thang máy để đưa người lên cao. Nhưng vì nhiều lý do (chủ yếu là lý do kinh tế khó khăn khi đó vì thiếu vốn đối ứng), rất tiếc công trình kiến trúc có ý nghĩa này đã không được xây dựng, mặc dù lô thiết bị đầu tiên phục vụ cho hạng mục này là những thang máy đã được Liên Xô đưa sang Việt Nam tới cầu Thăng Long, nhưng được điều đi lắp ở công trình khác!

Và thực tế chỉ có thân tháp phía nam (phía Từ Liêm) được làm nhưng không được hoàn thiện mà chỉ có phần xây thô, hiện ngành viễn thông đang đặt các ăng ten của trạm thu phát sóng di động và thành phố Hà Nội thường treo các panô, áp phích còn hai tháp đầu cầu phía bắc (phía Đông Anh) thì hoàn toàn không xây. Bởi vậy nhìn tổng thể kiến trúc cầu không được đồng bộ.[cần dẫn nguồn]

Trong quá trình khai thác, cầu Thăng Long không được duy tu, bảo trì đúng cộng với việc quản lý, giám sát tải trọng xe qua cầu không tốt dẫn đến việc mặt cầu chính của đường ô tô xuống cấp nghiêm trọng. Thậm chí trong những năm từ 2010 đến 2016 việc sửa chữa mặt cầu này không đúng cách lại càng dẫn đến tình trạng cầu ô tô nhanh xuống cấp. Tháng 9/2018 Bộ giao thông vận tải Việt Nam mời các chuyên gia Nga sang khảo sát, tư vấn sửa chữa lại mặt cầu ô tô này. Tuy nhiên hai bên không thống nhất được và cuối cùng tháng 8/2020 phía Việt Nam quyết định "đóng cầu" đường ô tô để sửa chữa mặt cầu.

Một việc rất đáng nói đó là cơ sở vật chất sau khi xây dựng xong cầu Thăng Long để lại khá lớn và vẫn phát huy tác dụng: Các xưởng gia công dầm cầu thép, kết cấu bê tông (đặc biệt là bê tông dự ứng lực cho các kết cấu cầu) sau khi làm xong cầu Thăng Long đã phục vụ và phát huy tác dụng cho nhiều công trình cầu khác như cầu Chương Dương, cầu Bến Thuỷ, cầu Phong Châu, cầu Trung Hà... và kể cả trong việc xây dựng một số cầu vượt ở Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh hiện nay. Không những thế, khách sạn Hoàng Long tại Xuân Đỉnh chính là khu nhà ở của chuyên gia Liên Xô khi xây dựng cầu Thăng Long.

Cắt băng khánh thành cầu Thăng Long ngày 09/5/1985Lãnh đạo XNLH cầu Thăng Long và chuyên gia Liên Xô. Từ phải sang - Trưởng đoàn chuyên gia Liên Xô E.V.Zelnin, Tổng Giám đốc XNLH cầu Thăng Long Hoàng Minh Chúc, Trợ lý kiêm phiên dịch của Trưởng đoàn chuyên gia Nguyễn Văn Ất.