Đây là cầu vòm thép cao nhất Việt Nam (khoảng cách từ mặt cầu lên tới đỉnh vòm từ 40-67 m) với 5 vòm chịu lực mang hình tượng cặp rồng thời Lý, thân rồng cuộn hình chữ S; là cây cầu thứ 6 vượt sông Đuống, sau cầu Đuống, Đông Trù, Phù Đổng, Bình Thanh và cầu Hồ.

Theo thiết kế, phần thân cầu được làm bằng bê tông cốt thép, kết hợp vòm thép và hệ dây cáp treo vào mặt cầu; mặt cắt ngang cầu rộng 22,5 m, thiết kế 4 làn ô tô, lề bộ hành mỗi bên 2 m, cầu chính dài 440 m, cầu dẫn hai bên dài hơn 796 m.

Trong quá trình thi công, mặc dù điều kiện thi công gặp nhiều khó khăn, kết cấu phức tạp, lần đầu tiên công nghệ thi công cầu được triển khai áp dụng tại Việt Nam, chủ đầu tư, các nhà thầu đã phải đề xuất điều chỉnh thiết kế để phù hợp với thiết bị trong nước hiện có.

Điểm nhấn của phương án kiến trúc cầu Kinh Dương Vương là chi tiết đầu rồng được nghiên cứu thiết kế cách điệu vừa có tính thẩm mỹ và hiệu quả về kết cấu, thân thiện môi trường.

Giữa 2 đầu rồng là quả cầu tượng trưng mặt trời có thiết kế kết cấu khung thép không gỉ và kính cường độ cao vừa sử dụng làm đài quan sát trên cao vừa phục vụ một số lượng hạn chế quan khách và công tác duy tu, bảo trì.

Cổng chào được thiết kế cách điệu với hình tượng rồng thời Lý trên phiến đá đặt hai đầu cầu. Vị trí lề bộ hành mở rộng phục vụ khách tham quan ngắm cảnh và 4 cầu thang đi bộ kết nối lề bộ hành trên cầu với công viên Phật Tích và lăng Kinh Dương Vương.

Cầu Kinh Dương Vương hoàn thành và đưa vào hoạt động sẽ giảm tải cho cầu Hồ thường xuyên ùn tắc; kết nối các tuyến QL1 - QL17 - đường tỉnh 287 - QL38 - QL18; góp phần rất quan trọng nhằm hoàn thiện quy hoạch phát triển giao thông vận tải vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, phục vụ đắc lực cho phát triển kinh tế - xã hội khu vực vùng thủ đô; tạo động lực thúc đẩy mạnh mẽ phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Bắc Ninh và khu vực các tỉnh đồng bằng sông Hồng nói chung.

Đồng thời, đây cũng là nhịp cầu kết nối các khu di tích lịch sử như Lăng và Đền thờ thủy tổ Kinh Dương Vương, chùa Bút Tháp, chùa Dâu và chùa Phật Tích, Đền Đô...và nhiều di tích khác đã được Nhà nước xếp hạng, tạo điều kiện cho tỉnh Bắc Ninh phát triển du lịch và dịch vụ.