Cầu Thuận Phước được khởi công từ cuối năm 2003 do Sở GTVT Đà Nẵng làm chủ đầu tư, các đơn vị thi công là liên doanh Công ty Công trình giao thông Đà Nẵng và Công ty Cơ khí 4 và xây dựng Thăng Long (thi công dầm cầu bê tông cốt thép dự ứng lực). Công ty Cơ khí xây dựng công trình 623 (MECO 623) làm nhà thầu chính. Nhà thầu phụ là Tập đoàn hợp tác kinh tế kỹ thuật đối ngoại Thượng Hải (SFECO), Tổng công ty xây dựng quốc gia TQ (CSCEC), công ty xây dựng nền móng phía nam TQ (SFCC), công ty xây dựng cầu quốc tế Viễn Đông Thượng Hải và một số nhà thầu phụ khác
 
     Theo dự kiến tháng 3/2005, nhân dịp TP Đà Nẵng chào mừng 30 năm ngày giải phóng (29/3/2005), cầu đưa vào hoạt động.
 
     Đây là cây cầu treo dây võng dài nhất VN được thiết kế với 2 trụ tháp cao 92m, cách nhau 405m, tĩnh không thông thuyền 27m, kết cấu dầm hộp thép hợp kim suốt toàn bộ nhịp treo dài 650m, được chế tạo bằng công nghệ dầm tăng cứng theo tiêu chuẩn quốc tế. Tổng chiều dài cây cầu nối 2 bờ vịnh Đà Nẵng là 1.850m (dài hơn cầu Mỹ Thuận 300m), rộng 18m với số vốn đầu tư theo dự toán ban đầu 598 tỉ đồng.
 
     Đây là công trình trọng điểm mà lãnh đạo TP Đà Nẵng ưu tiên đầu tư để hoàn thành đúng tiến độ. Thế nhưng, qua năm lần bảy lượt hẹn, đến nay sau gần 4 năm trễ hẹn, cây cầu này mới có thể hoàn thành.
 
     Đầu tiên là do khi tiến hành khảo sát địa chất, đơn vị thực hiện không thể lường hết sự phức tạp của địa chất khu vực này nên nhà thầu MECO 623 đã phải liên tục thay đổi công nghệ. Đầu tiên, hai trụ tháp chính được thi công theo công nghệ của Trung Quốc nhưng do khảo sát hời hợt nên thất bại, buộc phải thay đổi công nghệ Hàn Quốc để ép cọc khoan nhồi 2,5m xuống cách mực nước biển 70m. Tuy nhiên, nhiều lần khoan cọc gặp đá nên mũi khoan bị gãy, do vậy sau hơn 2 năm thi công, 2 móng trụ tháp cầu chính mới hoàn thành.
 

     Chưa dừng lại ở đó, đến khi thi công 2 trụ mố cầu neo cáp cũng trục trặc do gặp phải tầng đất dày hàng mét nên thợ lặn phải xuống múc từng gàu bùn đất dưới mặt nước biển hàng chục mét, do đó sau 3 năm, 2 trụ mố mới ló lên mặt đất.
 
     Do các đơn vị thi công phải “âm thầm” lặn ngập dưới mặt nước biển nên người dân Đà Nẵng cứ tưởng đâu công trình này đã tạm dừng và các đơn vị thi công đã “bỏ của chạy lấy người”.
 
     Gặp nhiều khó khăn trong thi công, tiến độ công trình bị chậm lại, điều này làm đội giá thành của cây cầu này lên trên 60%. Đầu tiên, công trình được phê duyệt 598 tỉ đồng, sau đó nâng lên 650 tỉ đồng. Cuối năm 2007, dự án được điều chỉnh vốn lên 850 tỉ đồng. Tháng 4/2008, Chính phủ đồng ý hỗ trợ thêm 100 tỉ cho dự án, nâng tổng mức kinh phí của Trung ương cho dự án này lên 460 tỉ đồng.
 
     Do kinh tế nhiều biến động, tình hình trượt giá, lạm phát gia tăng mạnh nên tháng 5/2008, một lần nữa, cây cầu này lại được Đà Nẵng rót thêm 100 tỉ đồng.
 
     Trong 2 năm 2006 và 2007, Đà Nẵng cũng bị nhiều cơn bão lớn và lũ lịch sử nên cũng ảnh hưởng rất lớn đến tiến độ công trình.
 
     Trong nhiều kỳ họp HĐND, lãnh đạo TP Đà Nẵng cũng bị các đại biểu chất vấn nhiều về tiến độ, vốn đầu tư cũng như thời gian hoàn thành. Tuy nhiên, do khó khăn khách quan lẫn chủ quan nên công trình cứ dời thời gian hoàn thành.
 
     Mặc dù được cho là đẹp nhất, hiện đại nhất, dài nhất cùng nhiều “cái nhất” khác, nhưng sau biết bao lần lỡ hẹn, cuối cùng cây cầu Thuận Phước đã “ra mắt” người dân Đà Nẵng.