经过一系列的讨论，最终，中国决定要自主完成这座大桥的建造。然而港珠澳建造的难度系数却空前的高，经过了两年的路线铺设以及落点位置确定，最终于2009年正式开始施工建设，大桥决定采用Y型线路连接香港、珠海与澳门，将落脚点定在了香港的大屿山。
港珠澳大桥东边从香港国际机场附近人工岛向西延伸，跨越南海达到珠海与澳门人工岛，整座桥共分为三部分，包括桥梁、人工岛以及海底隧道。主桥长29.6千米，桥隧长55千米，从香港口岸到珠澳口岸长度为41.6米。是全世界最长的跨海大桥。
施工中的难度巨大、困难重重，无论是深海隧道还是人工岛修建，每一步工程量都十分巨大。光港珠澳大桥的桥面就采取了双向六车道式，建造难度可想而知。经过中国工程师与各参建单位的努力，这座跨海大桥用了9年时间就建造完工了。
9年看起来很长，然而要知道当时我国还从未建造过如此大规模的桥梁，没有任何经验就能用不到十年的时间将其修建完成。可见，“基建狂魔”果然名不虚传。在施工时所面对的困难更难以想象，不仅要考虑大桥的抗震性能、抗风性能以及防撞性能，还不能以牺牲海洋生态为代价。
港珠澳大桥面对的主要技术难题就是如何保障大桥不受地理位置的限制。作为跨海大桥，水文条件以及气象条件复杂且多变，容易受到台风、水底暗流以及海底松软泥沙等因素的影响，在此情况下，如何保证大桥质量成为技术人员要考虑的重要难题。
各项施工的参数数据必须要计算十分精准，分毫不差，才能保证港珠澳大桥质量。由于伶仃洋水底泥沙淤积严重，哪怕桥墩少一毫米都将导致严重问题。淤泥量挖少将影响大桥的稳定性，一旦多挖又会对海洋生态造成影响。
加上海水具有较强的腐蚀性，因此，对于桥墩材料的选择也有较高的要求。而难题远远不止于此，海底隧道的修建要经过中华白海豚自然保护区，只要稍有不注意就会对这些濒危海洋生物造成伤害。此外，大桥设计的通车辆较大，容易对香港和珠海空气造成污染。更复杂的建设段在香港和澳门连接处，在建造标准、工程管理方面存在差异，因此，在施工中还有予以考虑和协调。
