南京长江大桥全长6788.55米。南京长江大桥是连接津浦线与沪宁线的特大铁路公路两用桥，全长6788.55米。双线铁路在大桥下层，宽14米。公路在上层，宽15米，可并排走行四辆卡车，两侧各有2.25米宽的人行道。铁路桥和公路桥都由正桥和引桥组成，正桥长1576米，两端与引桥连接处设有桥头建筑。
江中的9个桥墩和两岸的桥台稳稳地托住10孔大跨度钢梁，桥下万吨巨轮可以畅通无阻。它是中国20世纪60年代建造的规模最大的一座桥梁。南京长江大桥的建成，结束了70多年来津浦线与沪宁线客货运过江靠轮渡的历史。
1959年2月，大桥工程局第二桥梁工程处进驻南京岸工地，承担5号墩及其以南工程。1960年1月18日，主体工程正桥桥墩开工，正桥9号墩钢围笼浮运下水，宣布南京长江大桥正式开工，大桥建设全面启动。之后，南京大桥正桥9桥墩陆续开工。
1963年，鞍山钢铁公司成功研制出符合要求的“16锰”桥梁钢，生产该型号钢材1.4万吨，保证了大桥钢梁的架设。1965年10月，南引桥架设完成。1965年冬，经国家计委特批专款大桥全面复工续建，11月17日大桥正桥钢梁首先在南岸架设，北岸随后，相向对架。1966年4月，9座正桥桥墩竣工。11月，开始从两岸相向架设正桥钢梁。年底，北引桥架设完成。
1968年9月30日，铁路桥先行通车，南京市五万多军民举行了隆重的通车典礼，同时大桥的配套工程南京火车站也举行落成典礼。1968年12月29日，公路桥竣工通车，南京长江大桥全线贯通。1969年1月1日，长江大桥公路正式交付使用。