Cầu Thăng Long xây dựng từ năm 1974 đến 1985. Cầu bắc qua sông Hồng tại vị trí km6+300 trên quốc lộ Nam Thăng Long, con đường nối sân bay quốc tế Nội Bài với trung tâm Hà Nội.
Cầu Thăng Long được xem là công trình thế kỷ của tình hữu nghị Việt-Xô.
Cầu Thăng Long có phần cầu chính (vượt sông) gồm 15 nhịp dầm thép, khẩu độ mỗi nhịp 112 m. Móng trụ cầu chính đều dùng giếng chính. Phần cầu dẫn ở hai bên bờ đều dùng dầm bê tông dự ứng lực. Các trụ dẫn cầu đều dùng móng cọc ống phi 55 cm.
Cầu Thăng Long có hai tầng. Tầng dưới, ở giữa là hai tuyến đường sắt (thiết kế theo khổ ray 1.435 mm), hai bên là đường xe thô sơ 3,5 m (có thể chạy ô tô 10 tấn).
Tầng trên là đường ô tô rộng 15 m, cho bốn làn xe chạy; hai bên là đường cho người đi bộ rộng 1,5 m.
Chiều dài toàn cầu tính theo đường sắt (tầng dưới) hơn 5,5 km, tính theo đường ô tô (tầng trên) hơn 3,1 km, theo đường xe thô sơ hơn 2,6 km.
Việc thi công cầu Thăng Long do Xí nghiệp Liên hợp cầu Thăng Long đảm nhiệm (gồm bốn xí nghiệp cầu, một xí nghiệp cơ giới). Mô hình xí nghiệp liên hợp (gọi theo đúng nghĩa) là một điều đặc biệt mới mẻ với nghề xây dựng cầu lúc bấy giờ.
Để thi công được cây cầu, lực lượng kỹ sư, công nhân lúc đầu có 1.600 người, sau tăng lên 8.300 người. Liên Xô đã giúp Việt Nam đào tạo thợ lặn sâu 50 m, công nhân phun sơn, hàn tự động, kiểm tra hàn,…
Cầu Thăng Long được áp dụng những công nghệ hiện đại nhất, xứng danh với tên gọi “công trình thế kỷ”, nhất là trong hoàn cảnh Việt Nam lúc bấy giờ.
Dù đã gần 40 năm khai thác, cầu Thăng Long vẫn góp phần không nhỏ trong giao thông, vận chuyển hàng hóa, giao thương giữa các tỉnh phía Bắc với Thủ đô Hà Nội.