Cầu Thành Cổ được thiết kế xây dựng với chiều dài 311m, gồm 9 nhịp, chiều rộng 15m, mố trụ bằng bê tông cốt thép đặt trên nền móng cọc khoan nhồi D=1,2m.

Cầu Thành Cổ cùng dự án tuyến tránh quốc lộ 1, đoạn qua thị xã Quảng Trị hoàn thành sẽ nối liền hai trung tâm hành chính, kinh tế là thị xã Quảng Trị và thị trấn Ái Tử, huyện Triệu Phong, kết nối trung tâm tỉnh lỵ Thành phố Đông Hà. Qua đó rút ngắn khoảng cách và thời gian đi lại cho các hộ dân nơi vùng dự án đi qua. Đồng thời tạo điều kiện về cơ sở hạ tầng cho sự phát triển đô thị của các địa phương, kết nối giao thông trên dòng sông lịch sử Thạch Hãn.

Cầu Thành Cổ còn tạo điều kiện thuận lợi cho đồng bào, chiến sĩ, nhân dân trong và ngoài nước tham quan, thăm viếng, tri ân các Anh hùng liệt sĩ đã anh dũng chiến đấu và hy sinh vì sự nghiệp giải phóng dân tộc, thống nhất Tổ quốc tại địa danh Di tích quốc gia đặc biệt Thành Cổ Quảng Trị bên dòng sông Thạch Hãn nói riêng và tỉnh Quảng Trị nói chung.

Đây là công trình trọng điểm, thể hiện đạo lý uống nước nhớ nguồn, tri ân vùng đất lịch sử cách mạng linh thiêng với dòng sông Thạch Hãn lịch sử - nơi mà 45 năm trước các chiến sĩ đã ngày đêm vượt sông dưới làn mưa bom, bão đạn để chiến đấu bảo vệ Thành cổ trong 81 ngày đêm.