Công trình cầu Thủ Thiêm 2 có kiến trúc cầu rồng, với hình dáng cong về phía sau của tháp cầu và hình uốn lượn nhìn từ mặt bên của cầu. Kiến trúc này đem lại cho cầu tính thẩm mỹ độc đáo và tạo điểm nhấn kiến trúc trên sông Sài Gòn.
Tháp cầu nghiêng về phía Thủ Thiêm được xem như là một biểu tượng cổng chào mừng du khách tới với khu đô thị mới Thủ Thiêm.
Cầu Thủ Thiêm 2 có điểm đầu tại giao lộ Tôn Đức Thắng - Lê Duẩn (quận 1), điểm cuối kết nối vào đường Trần Bạch Đằng (tuyến R1, TP Thủ Đức), được thiết kế có quy mô 6 làn xe với tổng chiều dài gần 1,5 km. Trong đó, đường dẫn phía quận 1 dài khoảng 352 m, đường dẫn phía quận 2 dài khoảng 270 m.
Dự án được thực hiện theo hình thức BT (xây dựng - chuyển giao) có tổng vốn đầu tư là 3.082 tỉ đồng, khởi công từ năm 2015.
Khi đưa vào sử dụng, công trình được kỳ vọng sẽ kết nối giao thông khu đô thị mới Thủ Thiêm với trung tâm TP.HCM, giảm áp lực giao thông cho cầu Sài Gòn, cầu Thủ Thiêm, đường hầm vượt sông Sài Gòn cũng như thúc đẩy phát triển bền vững kinh tế - xã hội TP.Thủ Đức nói riêng và TP.HCM nói chung.