为离岸深水港连接陆路
洋山深水港建设在杭州湾口外的岛屿上，码头获得深水条件的同时，也需要把集装箱运至大陆公路网。东海大桥由上海南汇芦潮港向南跨海，在浙江嵊泗县小洋山岛登陆，全长约32.5公里。它服务于港区集疏运，交通设计以密集的重载集装箱车辆为重要对象。
工程建设单位为上海同盛大桥建设有限公司。中铁大桥勘测设计院的邵长宇、颜爱华、邓青儿等工程师参与主航道桥方案研究。2002年6月26日，大桥正式开工；这项海上交通工程与港区建设配合推进，不能把港口、连接道路和桥梁各自的完工阶段混为一谈。
把重载车辆与通航要求放进设计
全线按双向六车道高速公路标准设计，通常桥面宽31.5米，设计速度为每小时80公里。主航道处需要较大净跨，因此采用主跨420米的双塔中央索面斜拉桥；该处桥面加宽至33米。较长通航孔与大量非通航标准跨组合，使车辆跨海通行与水上运输同时获得空间。
主航道桥选择钢—混凝土箱形结合梁。钢箱部分可以预制并分段吊装，混凝土桥面板则提供刚度和适合重载交通的桥面。设计团队比较了纯钢梁、混凝土梁和其他结合梁方案，将施工进度、接缝耐久性和抗风表现共同纳入取舍。主梁为单箱三室，钢材采用Q345qD，混凝土面板采用C60；它并非把所有跨径都做成同一种桥型。
将海上工序尽量移到岸上
风、浪、潮流、雾和降雨压缩了施工窗口。工程总结估计，墩身与主梁安装每年适合作业的天数约为180天。施工组织因此强调陆上预制、船舶运输和海上集中安装，减少工人在外海进行复杂模板、钢筋和混凝土作业的时间。
非通航段大量采用60米、70米预应力混凝土箱梁，单榀重量约为1700吨和2000吨。预制场、码头、打桩船和大型浮吊必须连续配合：箱梁先运至装船位置，再吊装到桥墩上，经精调后施工湿接缝，将单跨构件连成连续梁。近岛段、浅水段和大跨航道桥则采用适合各自条件的施工方法。
参考：[2]
定位、吊装与海上基础
海上构件装配不仅是起重能力问题，还取决于定位和配合。新华社记者在开港时记录，上海打捞局承担箱梁吊装任务，技术人员按现场条件制定方案，借助卫星导航定位系统控制作业；最终定位的平面误差要求达到厘米量级，熟练后的日吊装量由一榀提高到四榀。
基础施工也因部位而异。主航道桥主塔下使用大直径钻孔桩，钢围堰与工作平台经浮运定位后，施工人员完成护筒、钻孔、封底和承台浇筑。主梁节段则在工厂完成大部分制作，在桥上用吊机对称悬臂拼装，再连接钢结构、浇筑桥面接缝并张拉斜拉索。岸上制造与海上装配构成同一条施工链。
海洋环境下的长期使用问题
桥梁长期面对含氯海水、潮湿空气和反复车辆荷载，建设阶段就要处理腐蚀与接缝质量。上海建筑科学研究院为相关课题建立高性能混凝土实验室，研究海洋混凝土寿命评估模型和预测软件，把材料耐久性纳入工程决策。
钢管桩的防护、混凝土构件的预制质量以及现场湿接缝的密实程度，都是不同层面的措施。尤其在主航道桥，减少桥面现场拼接的薄弱部位，是采用箱形结合梁的重要考虑。预制带来的进度收益，只有与海上安装精度和连接质量结合，才能转化为可持续的通行能力。
结构贯通之后的通车与收费
2005年5月25日，大桥实现结构贯通；12月10日正式通车，与洋山深水港一期启用相衔接。贯通意味着桥跨在结构上连接起来，正式通车则标志其进入港区交通服务。开通前的图片记录中已经出现集装箱车，因而不能把看到车辆上桥的日期直接当作正式运营日。
运营制度同样体现了货运功能。上海市物价局2005年9月26日发文，对东海大桥集装箱营运车辆免收通行费，对非集装箱营运车辆实行收费，原定收费期限从正式通车起计算二十五年。桥梁由此成为连接大陆与岛上码头的日常运输通道，工程的作用体现在货物能够连续进出港区。