奠基与两岸开工
2014年2月26日，中俄双方分别在同江和俄罗斯下列宁斯阔耶举行铁路界河桥工程奠基仪式。桥址位于同江哈鱼岛一带，跨越黑龙江，把中国黑龙江省与俄罗斯犹太自治州相接。
李奉芪的建设调查报告把中方正式动工记为2014年6月，俄方动工记为2016年6月6日。由此可见，共同举行奠基仪式之后，两岸现场施工并未按同一时间表推进。项目也不限于跨江桥身：中方线路还包括引桥、区间线路、换装站场和边检站场，换装站又分准轨场、宽轨场及换装场。
一座桥上的两种轨距
中国铁路哈尔滨局集团有限公司介绍，中俄技术人员研究两国桥梁和轨道标准后，共同确定套轨方案。铺板机专利说明书记载，中方主桥采用下承式简支钢桁梁，包括16孔108米跨和一孔144米跨。
桥上并列组合1435毫米与1520毫米轨距的两套钢轨，线路中心相距0.8米，轨道板直接置于钢梁上。这种布置把不同轨距的列车纳入同一桥面空间，而不是把两国铁路改成同一轨距。
铺板装备与跨界协同
蒋琨等人提出的铺板机方案，用平板车送入轨道板，再由提升小车把板吊到中支腿和前支腿之间的钢梁上；铺设数块后，机器向前移动，继续下一轮作业。界河上的架梁则依赖两岸工序衔接：2017年调查报告记述，中方已制作144米主通航孔钢梁，但最后一段的架设仍须等待俄方4号桥墩交付。
报告将俄方当时进度较慢与秋季降水联系起来。中国铁路的建设通报另把坚冰、冻土和涌砂列为施工困难，并记载施工部门改进防腐涂装、高强螺栓施工和深水围堰作业。
钢梁完成之后仍须铺轨
2018年10月13日，中方最后一孔钢梁安装完成，标志着中方段主体工程完成。中国中铁的通报说明，中方工程由中铁大桥局集团承担，并把全桥连接完成记为2019年3月。
新华社2021年的报道将中方段完成静态验收、动态验收、初步验收和安全评估等全部程序的时间记为2019年7月。2021年8月17日，两国准轨接口最后一组轨道夹板安装完成，桥上轨道才实现贯通。铺轨报道仍把开通运营列为下一阶段，此后俄方段于2022年4月竣工。
机车测试与货运启用
据俄罗斯布里亚特国家广播电视台转述俄罗斯驻哈尔滨总领事馆消息，2022年11月15日，俄方机车经下列宁斯阔耶—同江口岸进入中国，完成试行测试。11月16日，装载矿石的货物列车从俄罗斯驶往中国，跨境货运由此开始。
开通之初，俄方公布的起步货运规模为每年520万吨，并提出今后扩大运量的可能。试行测试与载货通行相隔一天，各自承担的作用不同；桥梁结构建成、轨道接通和商业运输因而有各自的时间节点。
新连接的作用与边界
中国中铁公布的主桥长度为2215.02米，其中中方境内1886.45米、俄方境内328.57米，设计年过货能力为2100万吨。通道向南接入中国东北铁路网，向北连接俄罗斯远东铁路，再经西伯利亚铁路向西延伸。
研究者拉迪斯拉夫·泽马内克在2020年讨论中俄交通合作时，把同江铁路桥列入当时在建的跨境基础设施，同时指出俄罗斯远东与西伯利亚尤其需要南北方向的交通联系。这一视角有助于理解桥梁的地方意义：除了长距离东西向运输，跨江连接也服务于相邻地区之间的往来。设计能力和开通初期公布的货运规模并不相同，实际效益还要由后续运输来检验。