ความโดดเด่นสวยงามที่เกิดขึ้น ผสมผสานไปด้วยศิลปะแบบไทย จากแนวคิดในการสร้างเพื่อเป็นพระบรมราชานุสรณ์เฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระปรเมนทรมหาอานันทมหิดล พระอัฐมรามาธิบดินทร กรุงเทพมหานครจึงได้อัญเชิญ "พระราชลัญจกร" ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ประจำพระองค์ มาเป็นต้นแบบในการออกแบบทางสถาปัตยกรรม

การออกแบบกำหนดทิศทางของสะพานและพระบรมราชานุสรณ์ ได้ออกแบบให้สัมพันธ์กับวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ในวันที่ 21 และ 22 ธันวาคม ของทุกปี โดยในเวลาเช้ามืดดวงอาทิตย์โผล่เด่นพ้นขอบฟ้าขึ้นตรงเส้นกลางถนนบนสะพานด้านทิศตะวันออก และขึ้นตรงหน้าพระบรมราชานุสรณ์ เสมือนเป็นมาตรที่บ่งบอกทิศทางการโคจรเป็นวงรี วกกลับของดวงอาทิตย์เมื่อเทียบในระนาบ 2 มิติตามวิถีคิดในอดีตกาล

ส่วนประกอบต่าง ๆ ของสะพานเน้นความโปร่งบาง เรียบง่าย และสวยงาม วัสดุที่ใช้ในโครงสร้างของสะพานเหมาะสมกับสภาพแวดล้อม เช่น ในส่วนสะพานเสาสูงรูปตัว Y คว่ำ เป็นเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก ทำหน้าที่หิ้วส่วนโครงสร้างสำคัญอื่น ๆ ของสะพาน ซึ่งมองเห็นได้ในระยะไกล ๆ ได้ออกแบบโดยใช้เค้าโครงมโนภาพของเรือนแก้ว

ราวกันตก ซึ่งทำจากโลหะจำลองมาจากดอกบัวและกลีบบัว เสาโครงสร้างใต้แผ่นพื้นตกแต่งด้วยลวดลาย ใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบา มีคุณสมบัติช่วยสะท้อนแสงลงสู่ผิวจราจรใต้ทางยกระดับ ช่วยเพิ่มความสว่างบริเวณใต้ทางยกระดับและประหยัดไฟฟ้าในเวลากลางคืน

บริเวณด้านล่างซึ่งเป็นฐานของเสาถูกพัฒนาเป็นสวนสาธารณะหรือสวนหลวงพระราม 8 ซึ่งมีก่อสร้างพระบรมรูปรัชกาลที่ 8 ที่ใหญ่กว่าขนาดพระองค์จริง พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวเสด็จมาเปิดพระบรมรูปอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 9 มิถุนายน พ.ศ. 2555[2]

สิ่งพิเศษของสะพานพระราม 8 ที่สะพานอื่นในกรุงเทพมหานครยังไม่มีก็คือ ที่ปลายยอดเสาสูงของตัวสะพานจะมีจุดชมทิวทัศน์ ซึ่งมีโครงสร้างโลหะกรุกระจก ลักษณะคล้ายดอกบัว สูงจากพื้นดินถึง 165 เมตร หรือสูงเท่าตึก 60 ชั้น พื้นที่ 35 ตารางเมตร จุคนได้ครั้งละเกือบ 50 คน ซึ่งจะเปิดให้บริการกับประชาชนทั่วไปด้วย แต่การก่อสร้างส่วนนี้จะแล้วเสร็จภายหลังพร้อม ๆ กับลิฟต์ของคนพิการซึ่งอยู่หัวมุม 2 ฝั่งแม่น้ำ เนื่องจากโครงสร้างเสาสูงเป็นแบบตัว Y คว่ำ การขึ้นลงจุดชมทิวทัศน์จึงต้องติดตั้งลิฟต์ทั้งในแนวเฉียงและแนวดิ่ง โดยเป็นแนวเฉียงจากพื้นดิน 80 เมตรก่อน จากนั้นจึงเป็นแนวดิ่งอีก 155 เมตร แต่บรรทุกได้เที่ยวละประมาณ 5 คน ใช้เวลาขึ้น-ลง 2-3 นาที นอกจากนี้ยังมีลิฟต์ธรรมดาอยู่คนละด้านเพื่อใช้สำหรับเจ้าหน้าที่ในการดูแลและตรวจตราสะพาน

สะพานพระราม 8 ปรากฏในด้านหลังของธนบัตร 20 บาท แบบ 15 ซึ่งอยู่เบื้องหลังพระบรมสาทิศลักษณ์พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดล รัชกาลที่ 8