สะพานภูมิพล ประกอบด้วย 2 ช่วง คือ

• สะพานภูมิพล 1 เป็นสะพานข้ามแม่น้ำเจ้าพระยาทางด้านเหนือ เชื่อมระหว่างแขวงบางโพงพาง เขตยานนาวา กรุงเทพมหานคร กับตำบลทรงคนอง อำเภอพระประแดง จังหวัดสมุทรปราการ เป็นสะพานขึงเคเบิลคู่ขนาดกว้าง 7 ช่องจราจร ที่ประกอบด้วยเสาสูง จำนวน 2 ต้น ความยาวสะพานช่วงข้ามแม่น้ำเจ้าพระยา 326 เมตร เป็นโครงสร้างประกอบระหว่างคอนกรีต และเหล็ก และความยาวตัวสะพานในช่วงด้านหลัง 128 เมตร เป็นโครงสร้างแบบคอนกรีตอัดแรง ความสูงจากระดับน้ำสูงสุดที่กึ่งกลางสะพานประมาณ 50 เมตร เพื่อให้เรือบรรทุกหรือขนส่งสินค้าสามารถแล่นลอดได้

• สะพานภูมิพล 2 เป็นสะพานข้ามแม่น้ำเจ้าพระยาทางด้านใต้ เชื่อมระหว่างตำบลทรงคนองกับตำบลบางหญ้าแพรก อำเภอพระประแดง จังหวัดสมุทรปราการ เป็นสะพานขึงเคเบิลคู่ขนาดกว้าง 7 ช่องจราจร ที่ประกอบด้วยเสาสูง จำนวน 2 ต้น ความยาวสะพาน ช่วงข้ามแม่น้ำเจ้าพระยา 398 เมตร เป็นโครงสร้างประกอบระหว่างคอนกรีตและเหล็ก และความยาวตัวสะพานในช่วงด้านหลัง 152 เมตร เป็นโครงสร้างแบบคอนกรีตอัดแรง ความสูงจากระดับน้ำสูงสุดที่กึ่งกลางสะพานประมาณ 50 เมตร เพื่อให้เรือบรรทุกหรือขนส่งสินค้าจากปากแม่น้ำเจ้าพระยาสามารถลอดได้เพื่อเข้าสู่ท่าเรือคลองเตย

• ช่วงตะวันตก เป็นทางยกระดับข้ามถนนพระราชวิริยาภรณ์ และเป็นทางระดับพื้นราบ ก่อนจะเป็นทางยกระดับอีกครั้งเมื่อบรรจบกับถนนสุขสวัสดิ์ โดยแยกเส้นทางออกไปจากช่วงที่ข้ามแม่น้ำเจ้าพระยา

• การก่อสร้างการเชื่อมสะพาน ใช้วิธีก่อสร้างทั้งสองฝั่งมาบรรจบกันตรงกลาง โดยทีมแขวนสะพานกำหนดระยะการเชื่อมสะพานแค่ 6 เดือน โดยการเชื่อมใช้พื้นคอนกรีตหนักอัดแรงหนักชิ้นละ 480 ตัน มาเชื่อมกัน โดยใช้เครนคู่ขนาดยักษ์ในดึงคอนกรีตขึ้นจากเรือขนส่งด้านล่าง ซึ่งการยกคอนกรีตมีเวลาแค่ 4 ชั่วโมงต่อวันเท่านั้น เพื่อเปิดทางให้การจราจรทางน้ำให้เป็นปกติ ใช้ระยะเวลาการก่อสร้างเพียง 4 เดือนเท่านั้น จากกำหนดเดิม 6 เดือน ซึ่งบันทึกในสถิติโลกว่า เป็นการสร้างสะพานขึงคู่ที่สร้างเร็วที่สุดในโลก[3]