工程于1997年10月6日正式开工，2001年3月26日建成通车，比国家核批工期提前近7个月，同口径比较投资节省3亿多元，工程质量优良。2002年6月22日通过国家竣工验收，工程质量等级被评为优良，综合得分96.6分，获得了目前国内特大桥竣工验收评分的最高分。国内相关行业专家、交通部专家组和国家计委重大项目稽察办一致认为工程质量、进度、投资控制和建设管理水平，达到了国内领先，世界一流。

自2001年3月竣工通车以来，大大缓解了已有30多年历史的南京长江大桥的交通压力。南京长江二桥的建设资金由银行贷款和交通部、江苏省交通厅、南京市政府投资几部分组成，其中，银行贷款占总投资额的60%以上，因此南京二桥通行费的收取主要用于偿还银行贷款。

交通部在为南京二桥开通仪式发来的贺电中称赞:"二桥的工程质量和建设管理代表着我国公路基础设施建设的新水平，在我国桥梁史上树起了一座新的丰碑，是全国交通行业的光荣和骄傲。"

二桥在国内首次采用环氧沥青混凝土进行钢桥面铺装层施工，根据对环氧沥青混凝土1200万次高温、低温、常温疲劳试验的结果，南京二桥钢桥面环氧沥青混凝土质量达到世界一流水平。

南汊大桥为钢箱梁斜拉桥，桥长2938米，桥面宽38.2米，其中主跨为628米。

南汊大桥工程主桥基础施工采用外径36米、内径33米、双壁间距1.5米的双壁钢围堰;南北钢围堰高度分别为53.23米和65.5米，钢围堰封底采用25号水下混凝土，有效厚度为8米。南北塔桩基均采为直径3米的21根大直径钻孔灌注桩;桩长分别为102米和83米，30号混凝土灌注。承台为6米厚钢筋混凝土。索塔为钻石型钢筋混凝土索塔，下塔柱为双向变截面，尺寸从12×7米变化至8.013×4.785米，中、上塔柱为7.0×4.5米的等截面，横梁为预应力钢筋混凝土，上塔柱设环向预应力。主塔高195.41米，建筑高度近300米，主梁由93块钢箱梁现场悬吊、悬拼、焊接组成，钢箱梁先在工厂制成板单元，在钢箱梁预拼场地组装成标准节段，通过水上船舶运输至桥位处，36块钢箱梁利用大型浮吊预先吊装到位，其余钢箱梁采用桥面液压吊机完成吊装。

钢箱梁节段间除上顶板U肋接口采用高强螺栓连接，其余采用全焊结构，钢箱梁节段的拼装精度要求高，焊接工艺复杂，对现场施工的条件要求极高。南汊大桥全桥有160根斜拉索，由高强度、低松弛的7镀锌平行钢丝组成，最长索达330米，钢丝有265根，重30吨。桥面采用5厘米的环氧沥青混凝土直接铺装在钢板上，沥青性能要求兼顾低温抗裂、高温抗变形及抗疲劳破坏，属世界级的工程难题。

南汊大桥引桥基础为钻孔桩，承台为分离式矩形承台;墩身为薄壁墩;支座为盆式橡交支座;上部预应力混凝土连续箱梁上下行分离、预应力采用两向群锚预应力体系。

北汊大桥为五跨连续的预应力连续梁桥，主跨为90+3×165+90米连续梁桥，桥长2172米，当时在同类桥型中居亚洲第一。

北汊主桥钻孔桩桩径为2.5米;主墩承台为整体式高桩矩形承台，边墩承台为分离式高桩承台;墩身为分离薄壁墩;支座为盆式橡胶支座;上部预应力混凝土连续箱梁上下行分离、为三向预应力体系。

北汊引桥基础为1.5米或1.8米的钻孔桩;承台为分离式矩形承台;墩身为柱式墩或薄壁墩;支座为盆式橡胶支座;上部预应力混凝土连续箱梁上、下行分离、为两向预应力体系。桥台为肋式埋置式桥台。

南岸引线南起绕城公路一期东杨坊互通，穿国杨坊山，跨沪宁铁路和宁栖公路，再经尧化采石场，然后依次下穿尧燕公路、莞基苯专用铁路，在柳塘上跨纬一路和地方专用铁路，向北在下庙村接南京二桥南引道。全线长5.1公里。

该项工程为全封闭、全立交双向的六车道高速公路。设计车速100公里/小时，桥涵设计荷载汽超--20级，挂--120，路基宽度33.5米。

全线有东杨坊、柳塘互通立交2处，特大桥1座，大桥3座，分离立交11处，通道6道，涵洞40座，路基填方170万方，挖方110万方，护防排水工程59391立方米。全线设置完善的交通工程安全设施。全线中央分隔带设有9孔通信监控管道。绿化工程40万平方米。

南引道为南汊大桥引道南起柳塘互通，北接南京长江第二大桥南汊大桥南引桥，全线长1.649公里。

南引道工程路面面层原设计主线自上而下为4cmLH-25-I沥青混凝土抗滑层、5cmLH-25中粒式沥青混凝土、6cmLH-30粗粒式沥青混凝土、1cm沥青封层;匝道自上而下为4cmLH-25-I型沥青混凝土抗滑层、6cmLH-30粗粒式沥青混凝土、1cm沥青封层。桥面为6cm沥青混凝土或8cm沥青混凝土。根据已往成功经验和现场实际情况，变更设计为路面面层一律自上而下为5cmAC-16-I1沥青混凝土上面层、6cmAC-25I中粒式沥青混凝土中面层、7cmAC-25I中粒式沥青混凝土下面层、基层顶面为1cm沥青下封层，沥青混凝土层间撒布粘层油。沥青路面采用进口壳牌AH-70号沥青，上面层集料采用玄武岩，并外加4的抗剥落剂和2.25%博尼维。桥面为10cm沥青混凝土，上面层为5cmac-16-I1，下面层为5cmAC-25I中粒式沥青混凝土。路面基层原设计自上而下为34cm二灰碎石、20cm10%石灰土;变更为自上而下为34cm二灰碎石、20cm10%石灰土、40cm50%石灰改良土。改费广场采用钢筋混凝土连续配筋路面。

南京长江第二大桥北岸引线作为南京二桥的重要组成部分，把雍六高速公路和经扩建的宁扬一级公路与南京长江第二大桥北汊主桥连成一体，且为104国道预留了接口。该工程北起雍六高速公路马汊河西岸，向南跨越南钢冶山铁矿专用铁路，经大厂区新华东路，跨南化公司催化剂厂人防工程及蒸汽、煤气管道及大纬路后，止于南京长江第二大桥北汊大桥北引桥桥台。线路全长3.715公里，为全封闭、全立交双向六车道高速公路。设计车速100公里/小时，桥涵设计荷载汽车超-20级，挂车-120，路基宽度33.5米。

该工程于1998年10月开工建设，于2000年12月建成，工期26个月。2000年12月26日经江苏省交通厅批准，完成该项工程的交工验收。

北岸引线经过长江北岸工业区和农渔业区，人密集、地表水塘、水田、暗塘、暗河等不良软土地质较多，地上、地下管线密集。地层自上而下以软~硬塑状亚粘土、粘土和泥岩为主。

北岸引线路基宽度33.5米，中央分隔带宽度2米，行车道宽度双向六车道6×3.75米，硬路肩宽度2×3米，土路肩宽度2×0.75米，左侧路缘带宽度2×0.75米;路基最大填土高度10米，最大挖方11米;填方边坡1:1.5，高填方设反压护道;挖方边坡1:1~1:2，设多级平台。权限以填方路堤为主。

北岸引线路面结构层自上而下采用:①ND-13标为基层34cm二灰碎石(7:13:80)、底基层20cm二灰土(10:30:60);②ND-19标(雍庄互通)为基层40cm二灰碎石(7:13:18)、底基层54cm石灰土(8%)。全线铺设预应力土工布一层。路面分三阶段铺筑，自上而下为5cmAC-16I'型改性沥青混凝土、6cmAC-25I型沥青混凝土、7cmAC-25I型沥青混凝土;桥面自上而下为5cmAC-16I'型沥青混凝土抗滑层、6cmAC-25I型沥青混凝土。其中上面层AC-16I'采用SBS改性沥青、玄武岩，并掺2.25‰博尼维。

桥梁上部结构以预应力多跨连续箱梁为主。混凝土标号为C50;下部结构为薄壁墩、钻孔灌注桩。

全线设有雍庄互通立交1处，特大桥2座，大桥3座，中桥2座，板通8道，箱涵4道，圆管涵5道。

八卦洲引线起于北汊桥南桥台，先后越小江河、中心河、跃进河，终于南汊桥北桥台，全线长5.698公里。

八卦洲引线全线有特大桥1座，大桥2座，中桥3座，涵洞10道，通道5道。桥梁上部结构以先简后连续的预应力砼组合箱梁为主。下部结构为柱式墩、钻孔桩基础。路面底基层、基层采用54cm厚二灰碎石(7:13:80)，全线铺设预应力土工布。沥青路面结构同南引道，桥面为11cm厚沥青混凝土。

南京二桥收费站、管理区位于南京二桥南引道，收费站主体建筑为钢结构，顶部膜结构，设有26个收费车道。管理区主体建筑基础采用桩基础，上部结构为四层框架(局部五层)，建筑面积约6500平方米;附属建筑有公安楼、车库宿舍、变电站等，建筑面积约4000平方米。

管理区设有监控中心、收费中心、通讯中心及部分办公用房，为南京二桥全线的养护管理中心。

服务区位于南京市八卦洲乡，分东、西区两侧建设，其中主体建筑采用桩基础，上部结构为二层框架(局部三层)，建筑面积约8600平方米;附属建筑有车库宿舍、变电站、加油站、空调站等，建筑面积约2400平方米。

服务区设有休息厅、公厕、快餐厅、商店、客房、加油站、汽修等。

南京长江第二大桥设计为双向六车道高速公路;设计速度:100公里/小时;设计荷载:汽车超20吨，挂车120吨;路基宽33.5米，桥面宽32米(不含斜拉索锚固区)。