Постановление о разработке проекта моста было подписано в 1956 году. Утвержденный в марте 1958 года проект строительства автодорожного моста под руководством инженера В. М. Иодзевича был признан одним из уникальнейших в мостостроении. По проекту продольный профиль гидросооружения имел переменную высоту: приподнятая часть со стороны Саратова и Энгельса обеспечивала судоходность, а пониженная – сходы на искусственно-намытый городской пляж. Планируемый мост должен был стать самым крупным по протяженности в Европе и Советском Союзе.
Основные работы по строительству и монтажу моста были возложены на мостостроительный отряд №8 Строительного управления №3 Производственного комитета транспортного строительства СССР, со сроком сдачи в эксплуатацию сооружения к концу 1960 года.
По результатам проверки свай-оболочек моста в 1960 году выяснилось, что некоторые из них имели крен до 1 метра. Помимо этого, весной 1961 года часть из них была серьезно повреждена ледоходом. Эти обстоятельства, наряду с запаздыванием поставок металлоконструкций с заводов Минтрансстроя, значительно затянули сроки сдачи моста в эксплуатацию: вместо 1961 года он был открыт 10 июля 1965 года.