Đường dây 500kV Bắc – Nam có tổng chiều dài 1487 km gồm có 3437 cột điện tháp sắt đi qua 14 tỉnh thành gồm Hòa Bình, Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế, Quảng Nam - Đà Nẵng (nay là tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng), Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Sông Bé (nay là các tỉnh Bình Phước, Bình Dương), thành phố Hồ Chí Minh; trong đó qua vùng đồng bằng là 297 km (chiếm 20%), trung du – cao nguyên là 669 km (chiếm 45%), núi cao, rừng rậm là 521 km (chiếm 35%) với 8 lần vượt sông (sông Đà, sông Mã, sông Lam, sông La, sông Gianh, sông Thạch Hãn, sông Hương, sông Sài Gòn) và 17 lần vượt quốc lộ.

Công trình được Cố Thủ tướng Võ Văn Kiệt phát lệnh khởi công phần đường dây vào ngày 5/4/1992 tại các vị trí móng số 54, 852, 2702 và khởi công phần trạm biếp áp vào ngày 21/01/1993 tại trạm biến áp Phú Lâm, thành phố Hồ Chí Minh.

Các đơn vị thi công chính của công trình là Tổng Công ty Xây dựng Thủy điện Sông Đà và 4 Công ty Xây lắp điện 1, 2, 3, 4 thuộc Bộ Năng lượng phân chia đường dây thành 4 cung đoạn thi công:

1. Tổng Công ty Xây dựng Thủy điện Sông Đà (nay là Tổng Công ty Sông Đà) thi công đúc móng, dựng cột (không kéo dây) từ vị trí số 1 (Hòa Bình) đến vị trí 54 (Mãn Đức – Hòa Bình). Dài 24 km.
2. Công ty Xây lắp điện 1 (nay là Công ty Cổ phần Xây lắp điện 1) thi công đúc móng, dựng cột từ vị trí 55 đến vị trí 802 (trạm bù Hà Tĩnh) và kéo dây cột 1 đến cột 802. Dài 341,68 km.
3. Công ty Xây lắp điện 3 (nay là Tổng Công ty Cổ phần Xây dựng điện Việt Nam) thi công từ vị trí 803 đến vị trí 2112 (Đắc Lây – Kon Tum). Dài 523,35 km.
4. Công ty Xây lắp điện 4 (nay là Công ty Trách nhiệm Hữu hạn Một thành viên Xây lắp điện 4) thi công từ vị trí 2113 đến vị trí 2702 (Buôn Ma Thuột – Đắk Lắk). Dài 308 km.
5. Công ty Xây lắp điện 2 (nay là Công ty Trách nhiệm Hữu hạn Một thành viên Xây lắp điện 2) thi công từ vị trí 2703 đến vị trí 3437 (Phú Lâm – thành phố Hồ Chí Minh). Dài 320,67 km.

Các trạm biến áp và trạm bù do nhà thầu Merlin Gerin – Pháp cung cấp thiết bị, thiết kế phần nhị thứ; các Công ty Xây lắp điện thực hiện việc lắp đặt thiết bị, đấu nối, các Trung tâm Thí nghiệm điện kiểm tra, thí nghiệm thiết bị. Tất cả đều được đặt dưới sự giám sát của các chuyên gia từ nhà thầu Merlin Gerin, các Công ty cung cấp thiết bị và 2 đơn vị tư vấn giám sát của Úc là PPI và SECVI.

Tổng nhân lực huy động chính thức trên công trường của các đơn vị xây lắp là khoảng 8000 người sau bổ sung thêm 4000 người thi công các khối lượng chính của công trình. Các khối lượng phụ trợ như giải phóng tuyến, làm đường, vận chuyển... do các đơn vị hỗ trợ thực hiện như lực lượng quân đội gần 4000 người (gồm Binh đoàn 12, Binh đoàn 15, Quân khu 4, Quân khu 5, Quân đoàn 1, Quân đoàn 3); các đơn vị xây lắp tại 14 tỉnh thành đường dây đi qua gần 7000 người; các đơn vị chuyên ngành cầu đường như Công ty Cầu Thăng Long, Xí Nghiệp F19 Bộ Giao thông Vận tải, các đơn vị xây dựng cầu đường địa phương hỗ trợ thiết bị đóng cọc, xay đá, trộn bêtông...; khối lượng rà phá bom mìn trải dài trên diện tích khoảng 17000ha do các đơn vị binh chủng công binh thực hiện.

Đến tháng 4/1994, cơ bản công trình được xây dựng hoàn tất với khối lượng sơ bộ gồm lắp dựng 3437 cột tháp sắt (trong đó có 12 vị trí đảo pha); căng 1487 km dây dẫn (mỗi pha 4 dây) và dây chống sét (hai dây chống sét, trong đó 1 dây có mang dây cáp quang); xây dựng 22 trạm lặp cáp quang, 19 chốt vận hành đường dây; đổ 280.000m3 bêtông móng với 23.000 tấn cốt thép; 60.000 tấn cột điện, 23.000 tấn dây dẫn và 930 tấn dây chống sét; 6.300 tấn cách điện.

Phần trạm biến áp gồm 5 trạm Hòa Bình, Hà Tĩnh (trạm bù), Đà Nẵng, Pleiku, Phú Lâm. Giai đoạn 1 (5/1994) chỉ mới lắp đặt 1 tổ máy 550/220/35kV - 3x150MVA tại trạm Hòa Bình và 1 tổ máy 3x150MVA tại trạm Phú Lâm. Đến tháng 9/1994, lắp đặt thêm 3 tổ máy biến áp 550/220/35kV – 3x150MVA tại các trạm Hòa Bình, Phú Lâm, Đà Nẵng và đến tháng 11/1994, lắp đặt thêm 1 tổ máy biến áp 550/220/35kV – 3x150MVA tại trạm Pleiku.

Phần nhà điều hành Trung tâm Điều Độ Hệ thống điện Quốc gia với hệ thống SCADA theo dõi thông số vận hành toàn hệ thống điện cũng được hoàn thành vào đầu năm 1994. Hệ thống này cũng cho phép điều khiển các thiết bị đóng cắt của các trạm trên hệ thống 500kV tại Trung tâm Điều Độ Hệ thống điện Quốc gia (nhưng chỉ thử nghiệm mà không đưa vào vận hành chính thức).