Đây là một trong các công trình hạ tầng giao thông quan trọng, được TP ưu tiên đầu tư để từng bước hoàn chỉnh đồng bộ hệ thống hạ tầng kỹ thuật chung toàn khu vực Thủ Thiêm.
Cầu có tổng chiều dài khoảng 2.160m, bắt đầu từ trước giao lộ cầu Tân Thuận 2 - Nguyễn Văn Linh, đi dọc theo đường Nguyễn Văn Linh hiện hữu, đến ngã tư giao với Huỳnh Tấn Phát thì rẽ trái, kết nối vào đường Lưu Trọng Lư, cắt qua khu cảng Tân Thuận, vượt qua sông Sài Gòn và nối với Khu đô thị mới Thủ Thiêm tại đường trục Bắc - Nam, sau đó kết thúc tại điểm giao với tuyến R4. Cầu có kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực, tuổi thọ thiết kế 100 năm, với 6 làn xe và 2 lề bộ hành.
UBND TP cũng đề ra nhiệm vụ thiết kế cầu Thủ Thiêm 4 là công trình giao thông có kiến trúc mang tính biểu tượng, góp phần tạo dựng nét đẹp của TPHCM. Đồng thời phải đảm bảo hạn chế di dời, giải tỏa nhà dân cũng như công trình kiến trúc, hạ tầng hiện có. Hạn chế tối đa tác động đến dòng chảy của sông và giao thông đường thủy, có xem xét đến yếu tố biến đổi khí hậu.
Tổng kinh phí đầu tư xây dựng phù hợp, hạn chế khối lượng và kinh phí đền bù giải phóng mặt bằng. Đặc biệt là phải tổ chức giao thông rành mạch, rõ ràng, hạn chế xung đột dòng xe, đảm bảo an toàn giao thông, đáp ứng đầy đủ nhu cầu đi lại của tất cả phương tiện dự kiến, không ảnh hưởng bất lợi đến tổ chức giao thông ở các nút giao và các tuyến đường phố có liên quan trực tiếp.
