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1987年6月，总公司（中交一公局集团）与交通部三航局联合体投标中标厦门大桥（建设期间称为“厦门高集海峡大桥工程”）。1991年12月19日，厦门大桥于正式建成通车，成为新中国第一座跨海峡公路大桥，对新兴的厦门经济特区，乃至整个闽南沿海经济发展具有重要意义。
这座大桥工程艰巨技术复杂。它不仅横跨海峡，在集美岸还连接着一座由7条匝道组成的互通式立交桥，分别与主干线公路福厦线、漳厦线及集美旅游区互相衔接。加之，该桥是由陆地通往厦门特区的重要通道，在桥梁造型和装饰艺术上要求较高，这就给设计和施工增加不少困难，也提出些新的课题。
参加大桥建设的全体人员解放思想，勇挑重担，积极探索，大胆创新，以严谨的科学态度，反复研究、筛选，确定了接缝少、抗震性能强，造型轻巧美观、经济实用的设计方案。施工中团结协作、精心组织，发扬艰苦奋斗、努力拼搏的精神，战胜了潮汐、台风带来的种困难，攻克了一个个技术难题。在深水基础和预应力砼箱梁滑模施工中，采用了新工艺、新技术，积累了许多有益的经验。这对于促进总公司桥梁建筑技术的发展，起到了积极的作用。
厦门大桥是我国90年代初规模最大、标准最高的海峡公路大桥，它的建成通车， 大大改善了厦门特区的交通条件和投资环境，对促进厦门特区的经济发展，加强厦门岛与闽南金三角地区和广州、潮州、汕头地区的经济贸易联系都是有着非常重要的作用。
厦门大桥工程总长6956.0米，其中主桥长2070.7米，桥面宽23.5米，引桥和立交匝道桥长2481.8米，集美立交引道长1287.99米，桥墩、台共计122个，其中水中墩98个，高崎引道全长854.5米。大桥总造价15688万元。
厦门大桥在技术上有以下特点：
首次在全国范围内采取设计和施工公开招标。
首次跨海峡修建长大桥。
首次在国内采用滑模钢支架逐跨施工法修建预应力硷连续梁桥。
首次在国内采用自行研制的大吨位预应力锚具和联接器。
跨海湾修建互通式立体交叉，国内还不多见。
厦门大桥主桥为46孔 45米等跨等截面预应力砼连续箱梁，共分5联，基础以4⊄1.5米钻孔桩为主，1号和7号墩为明挖扩大基础，17-29号墩为打入0.55×0.55米的预应力砼预制方桩，墩身为47对钢筋砼实心薄壁矩形墩。集美立交桥由22.5米的预应力砼引桥和20米、16米的6个钢筋砼匝道桥(均为连续梁)构成。
1987年10月1日高崎引道率先破土动工。
1988年1月27 日主桥下部开工。
1988年8月6日主桥上部开工
1988年7月20日集美立交桥开工。
主桥9-16号墩位于海峡主槽，水较深，施工期间还需维持100吨以下船只的通航。40-42号墩位于杏林湾水库闸门外泄洪沟中，泄洪流速大 (可达4米/秒)，不宜采用填筑岛施工。
施工中，总公司厦门工程处（现“中交一公局厦门工程有限公司”）在承担部份下部工程的同时，主要承担主桥及引桥上部工程和集美立交桥工程。
钻孔桩工程由总公司伊拉克返还的MT-150钻机全护筒钻孔成桩,同时辅助以YKC-31改进型冲击钻成桩，成桩后采用钢套箱内封底抽水施工承台、墩身。
上部结构采用总公司从伊拉克摩苏尔五桥返还的纵向滑移式钢模架逐孔浇筑施工。1988年8月19日开始浇第一孔，1991年2月28日浇筑最后一孔，共历时923天，扣除各种原因误的时间 242天，实际净施工日期为681天，约23个月。平均每孔施工周期为14.8天。这种施工方法机械化程度高，操作工艺易于掌握，节省人力，成型后箱梁外表美观，整体性好，施工时桥下通航或交通不受干扰，可以节省材料。在施工中技术人员和工人充分发挥主观能动性和科学管理精神，不断缩短箱梁的生产周期，原来浇筑一孔箱梁需15天，本桥创造过10天的新纪录，为加快厦门大桥的建设做出了贡献，也为引进和消化建桥先进设备积累了新经验。
主桥上部结构原设计使用进口的锚具和联结器。此产品当时无现货，订货时间长，又需大量外汇。为确保大桥能按时开工，先进口全桥所用锚具和钢绞线的三分之一，余下的三分之二立足于国内研制生产，总公司机械厂与中国建筑科学院共同合作，积极开展研制工作，在较短的时间内研制成功了QML13-22B 型连接锚具，取代了进口产品，并填补了国内此项技术的空白，节省了外汇，促进了科技发展。此时，江西新华金属制品有限公司已生产出高强度、低松弛的钢绞线，保证了厦门大桥的需要。
集美互通式立交桥是一座单喇叭形的大型城市互通式立交，它座落在集美水电沟和杏林湾水库之中，陆地水上交通繁忙，施工干扰极大，对场地布置、施工安全均有很高的要求，加之是重点旅游区，不仅要保证工期、安全和质量，而且还要注意外观和文明施工。
厦门工程处在施工前精心组织、合理安排，认真布局，千方百计减少对地方交通的影响，见缝插针，交叉施工。在施工水中结构时采用墩上高空平台支架加多孔连续悬索吊装施工法，巧妙地避开地上、水上交通，成功地完成匝道桥连续箱梁工程，得到了业主的好评和赞扬。
厦门大桥以其完善的设计和精湛的施工获得了国内多项大奖: 1991年获厦门市科技进步成果一等奖；1992年获福建省工程建设省级优质工程；1993年获建设部优质样板工程；1993年获建筑工程鲁班奖；1994年获交通科技进步三等奖；1999年获福建省十佳建筑称号。
为改善大桥通行能力和结构状况，满足日益增长的通行需求，2021年1月，厦门大桥改造加固项目正式启动施工。项目由厦门公司承建，项目路线长3.58公里，施工内容包括主桥“四改六”改造加固、引桥拓宽、桥面改造、支座更换、墩柱修复以及对桥梁既有病害进行同步维修，以恢复结构耐久性，提高桥梁承载能力，该项目是国内规模最大的跨海公路大桥改造加固项目。
项目建设期间，项目团队延续30年前初建大桥时的工匠精神，聚焦工程品质与绿色环保，打造了福建省首个5G智慧工地管理中心，并自主研发有“桥墩加固用低收缩uhpc超级混凝土”“成套海上墩柱加固吊装设备”等多种新材料新设备，通过科技创新为项目建设赋能，有效提高项目管理效能的同时，切实保障了施工安全与工程质量，提前153天实现通车。
