Năm 2015, Cầu Thủ Thiêm 2 được khởi công với tổng vốn đầu tư hơn 3.100 tỷ đồng, dự kiến hoàn thành vào năm 2018. Tuy nhiên, do vướng mắc về vốn và giải phóng mặt bằng nên trễ tiến độ hơn 4 năm so với kế hoạch ban đầu.
Công trình có chiều dài hơn 1,4km, phần cầu dài 886m với 6 làn xe. Đây là công trình biểu tượng có hình cổng chào nghiêng từ trung tâm Tp.HCM qua Khu đô thị mới Thủ Thiêm.
Cầu Thủ Thiêm 2 có nhánh chính nối thẳng xuống đường Tôn Đức Thắng (quận 1) dài 437m gồm 4 làn xe vượt qua nút giao Nguyễn Hữu Cảnh - Lê Thánh Tôn và kết nối nút giao Lê Duẩn - Tôn Đức Thắng.
Nhánh N1 nối từ đường Tôn Đức Thắng (đoạn từ Vòng xoay Mê Linh lên cầu) dài hơn 190m với hướng uốn cong men theo bờ sông Sài Gòn.
Nhánh N2 dài hơn 192m, kết nối từ TP Thủ Đức qua quận 1, kéo dài tới nút giao Tôn Đức Thắng - Lê Duẩn.
Sau khi thông xe, phía quận 1 xe đi từ đường Lê Duẩn thẳng hướng Tôn Đức Thắng để lên cầu Thủ Thiêm 2. Hướng từ đường Đồng Khởi, xe theo đường Tôn Đức Thắng rẽ qua Võ Văn Kiệt, di chuyển dưới dạ cầu Khánh Hội để quay đầu về Tôn Đức Thắng, sau đó theo nhánh N2 lên cầu Thủ Thiêm 2.
Phía Thủ Thiêm, xe theo đường Mai Chí Thọ, qua đường Tố Hữu đến tuyến R12 để lên cầu Thủ Thiêm 2. Với hướng từ cầu Thủ Thiêm 1, xe chạy thẳng đường Nguyễn Cơ Thạch vào đường Tố Hữu rồi rẽ vào đường R12.
Cây cầu này cũng được thiết kế để đáp ứng độ bền vững 100 năm, chịu được động đất cấp 7.
Sau khi cầu Thủ Thiêm 2 hoàn thành và đi vào hoạt động, sẽ góp phần giải tỏa áp lực giao thông khu vực trung tâm, giảm ùn tắc khu vực đường Tôn Đức Thắng, Nguyễn Hữu Cảnh, cầu Sài Gòn và hầm Thủ Thiêm.
