2002年6月洋山深水港及东海大桥工程开始建设，2005年5月，一期工程竣工。2006年12月10日，二期工程竣工。从此，大桥跨东海劈波斩浪，洋山建大港迎轮送肪。洋山港一期工程五个深水泊位造价约100亿元人民币，而整个洋山港工程的预算成本可能会超过1000亿元人民币。2006年4月1日，上海洋山港及东海大桥水上旅游正式开始接待游客，开通了洋山港海陆观光旅游项目。

　　从陆路前往洋山港必须经过东海大桥。东海大桥起始于南汇（现已并入浦东新区）芦潮港，北接沪芦高速公路（A2公路），南跨杭州湾，直到浙江嵊泗小洋山岛。它是目前世界上最长的跨海大桥，全长32.5公里，其中陆上段3.7公里，芦潮港新大堤至大乌龟岛之间的海上段为25.3公里，大乌龟岛至小洋山岛之间的港桥连接段为3.5公里。大桥从2002年6月打下第一根桩到2005年5月全线贯通，仅用了35个月的时间。东海大桥是按双向六车道加紧急停车带的高速公路标准设计的，桥宽31.5米，设计车速每小时80公里，设计荷载按集装箱重车密排进行校验，可抗十二级台风、七级烈度地震，设计基准是100年。东海大桥总投资达71亿元人民币，成功运用“海上GPS打桩系统”新技术，科技含量高，体现了中国当代造桥技术的先进水平，获得2006年的“市政金奖”。

　　东海大桥并非笔直延伸，而是特意勾勒成S形曲线。这并非仅仅是为了美观，主要是因为一是建高速公路有科学要求，即直段不能太长，否则司机会产生视觉疲劳，容易出事故；二是桥下船舶航行安全因素，桥梁各段的桥轴线应尽量与涨潮和落潮的主流成90°直角，以减少建桥对水流的影响，同时也是为了保证船舶的通行安全。

　　驶上东海大桥约2公里，一根与地面形成37°夹角的针柱体，犹如斜置的擎天柱，放出九条斜拉索，紧紧拉住巨龙的身躯；又如一道绚丽的彩虹跨过东海大桥桥面。这就是人称“彩虹之门”的大桥桥头堡。在大桥主、辅通航孔的四处位置，桥身形状顺着道路走势由平坦延展而变成拱形。这是为了来往船舶的通行需要，位于大桥中部的主通航孔通行能力可达5000吨，主通航孔净高度为45米。主通航孔主塔采用“人”字形设计，杨浦大桥也是采用此类型主塔，因此东海大桥有“海上杨浦”之美称。夜晚，东海大桥海上段25公里的灯光把东海大桥四个通航孔、斜拉桥和主塔桥墩等主要结构勾勒出来，更主要的是让夜间行驶的船只尽早避开桥墩，安全地通行。

　　全长32.5公里的大桥上共设有24个紧急电话亭；81个电子探头，每400米一个，对大桥进行“无盲点”监控，一旦发生事故，在十分钟之内，救助人员就能赶到。由于东海大桥是一座跨海大桥，来往其间的车辆事实上是在海上行驶，阴晴不定、雾天频繁。因此，为保障车辆安全，借鉴国外成功经验，特别制定了无论昼夜，车辆行驶上东海大桥后就必须开启近光灯的规定。