Cầu Hoàng Văn Thụ có chiều dài hơn 1.570m, đi qua các xã Tân Dương, Dương Quan, Hoa Động (huyện Thủy Nguyên), phường Minh Khai (quận Hồng Bàng) và phường Máy Tơ (quận Ngô Quyền) thành phố Hải Phòng. Cầu được thiết kế theo tiêu chuẩn đường trục chính đô thị, tốc độ 80km/giờ với hình cánh chim biển, có bề rộng 33,5 m gồm 4 làn cơ giới, 2 làn hỗn hợp và đường dành cho người đi bộ. Đường dẫn thiết kế 2 nhánh hình tròn đối xứng, bán kính 65m, một phần của mỗi nhánh xếp chồng lên nhau. Cầu nhánh phía Nam tốc độ thiết kế 40km/giờ. Cầu nhánh phía Bắc tốc độ thiết kế 50km/giờ. Các nhánh nút giao với đường đê Bắc sông Cấm tốc độ thiết kế 30km/giờ. Đường song hành hai bên cầu tốc độ thiết kế 50km/giờ.