湛江海湾大桥所处的麻斜海湾宽2500米，水深20米，潮差大、咸度大，多雷、多台风，紧靠5万吨级主航道旁边，施工环境复杂。创新的设计，更给施工带来重重困难。
大桥的桩基、承台、塔柱、引桥，由广东路桥建设“雄师”———广东省长大公路工程公司中标施工，主桥钢箱梁制造安装出自中国钢桥制造的“百年老店”———中铁山桥集团，两家都名列“中国交通建设十大桥梁英雄团队”。
大桥的主墩桩基础长达104米至106米，是广东省内桥梁施工第一长桩。主墩所在位置，是一种以“湛江组”命名的地层，厚度在250米以上，粘性惊人，直径两三米的钻头下去，很快就被糊成一个大泥团，清洗都要花两三天的时间，钻一根桩要28天。大桥各方的技术人员日夜攻关，召开了一个个工地“诸葛会”，终于制定出了新的改良钻头的技术方案，施工速度由28天一根提高到最快11天一根。“长桩成孔工艺研究”获得了广东省交通厅科技进步奖，达到了世界领先水平。 大桥曲线桥塔造型设计是国内首次采用。大桥建设者们精心研究施工方案，采用了周密的施工控制网，根据线型特制模板，再贴上铁皮，使得完工后的主塔曲线平顺，表面光洁。广东省省长黄华华视察工程时不禁赞叹：“象钢板一样平整。”设计单位同样意外：“没想到做得这么好。”
2006年6月21日凌晨0时11分，气温摄氏29度，湛江海湾大桥最后一块钢箱梁起吊，重逾百吨的钢箱梁在距海面50米高的高空稳稳嵌在主跨最后11.2米的缺口中，宛如天衣无缝，达到了一次吊装成功的理想效果，现场的人都兴奋地欢呼起来。1000多天的日夜施工让人感慨！初来时，每个人都被湛江的阳光晒去了几层皮，滚烫的钢板把大桥公司总经理曹映泓博士的鞋底粘了下来；大桥主墩第一条桩基施工时，主墩施工员马宁整整“盯”了36小时，直到混凝土浇注2个小时后，才在领导的强行命令下离开；60岁的监理工程师杨为真刚刚做完手术，连续值班8个小时，跟年轻人一起守着水下砼浇灌现场吃盒饭；还有建设者远离了亲人，一心扑在工地上，道也道不完，一些小伙子还因为大桥，把婚期一推再推……成立才几年的湛江海湾大桥公司，经过大桥建设的磨练，就荣膺中国桥梁建设优秀团队。
严密精细，管理科学，整个建设过程中未出现一个重大质量问题，也未出现一起安全责任事故，创造了国内大跨度桥梁建设史上的奇迹。
