马尾大桥定为城市快速路，计算行车速度80公里/小时，按双向八车道设计，两侧设非机动车道、人行道，桥面宽度42.5米，满足内河级、1000吨级海轮通航标准（单孔双向通航净宽191.2米，通航净高不小于24米）。按照方案，马尾大桥主桥跨江段桥孔跨布置为(65+12×82+124+240+124++82+65)=1684米，为多孔V型变截面连续箱梁结构。其中，主跨采用V型空腹式钢-砼混合连续箱梁，跨中92米采用钢箱梁，其余部分全部采用预应力混凝土结构，截面为单箱双室直腹板截面。桥墩采用顺桥向变厚度实心墩，墩顶设两层装饰檐，基础采用群桩结构，为钻孔灌注桩基础。
