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1950年初，中央人民政府指令铁道部在武汉组织筹划修建万里长江第一桥，即武汉长江大桥。
1950年2月，铁道部先期组成以铁道部设计局副局长杨旸春任队长的测量钻探队赴武汉，在苏联专家的指导下，开始长江大桥的勘测、钻探工作。
至1953年10月，经过两年零9个月钻探，艰苦地探寻长江水底岩层的地质情况，共钻了214孔，计4363米，作了4个比较线，详细反复地进行比较研究。
1950年6月至8月，铁道部连续召开多次技术会议，研究武汉长江大桥的桥址线、通航净空、载重等重大技术问题。
同时，铁道部设计局成立由杨旸春兼任组长的武汉长江大桥设计组，对长江大桥进行初步设计。1952年进一步成立设计事务所，1953年5月完成初步设计。
期间，1950年9月、1951年6月及1953年3月，铁道部分别召开了3次大型技术会议，进一步商讨重大技术问题。因为从历史上看，在浩瀚长江上修建这样一座跨江大桥，可以说是历经沧桑。
伟大的长江孕育了中华民族伟大的文明，但自古以来又是人们难以逾越的天堑。它是祖国东西交通的动脉，又是祖国南北交通的障碍。
公元208年，曹操统兵号称“八十三万”欲取东吴，只因过不了长江而被孙权、刘备联军大破于赤壁。
1852年12月，太平军逼近武汉，曾于一个晚上在汉阳至武昌的江面上架起过两座浮桥。
清朝末年，邮传部就开始拟定修建武汉长江大桥的计划。由于晚清政府的腐败，武汉长江大桥的修建难遂人愿。
1913年，北京大学德籍教授乔治米勒在当时川汉铁路督办詹天佑的支持下，带领北京大学土木工程系的13个学生进行“武汉纪念桥”的勘察测量。
1919年，孙中山在《建国方略》中提出了在武汉建设长江大桥的具体设想。然而，在北洋军阀及国民党的反动统治下，每次都只不过停留于测量、设计而已。
1929年，国民政府铁道部请美籍顾问华德尔博士来汉勘测，在江中钻了8孔，计划沿武昌蛇山至汉阳凤凰山线建桥，长4010英尺，共15孔。中孔主跨300英尺，设升降梁，桥面一层由公路铁路共用。
1934年，茅以升主持的钱塘江桥工处又对长江大桥桥址作测量钻探，并请驻华莫利纳德森工程顾问团拟定又一建桥计划：桥址在武昌黄鹤楼到汉阳莲花湖北刘家码头，桥长1932米，设两台7墩8孔，六、七号墩间主跨237.74米，以拱形钢梁架设于六、七两墩之上；桥面一层，公路铁路并列；桥下在最高洪水位时净高30米，可通航最大江轮；在汉江上分设铁路桥与公路桥，工期4年。这两个计划均给后人建桥以启示。
然而，由于多年的战乱，修建武汉长江大桥的计划一直得不到实施。
“江水东流去，飞虹如梦呓”。出于失望，抑或是无奈，长江两岸的人民吟出了这样的歌谣：
黄河水、长江桥，治不好，修不了。
建国前，全国最主要的铁路大动脉平汉线和粤汉线，只能一端在汉口，一端在武昌，隔江可望而不可及。那“白浪如山哪可渡，狂风愁煞峭帆人”的古老诗句，从另一个侧面向人们描述了两岸人民只能隔江相望的严酷事实。
建国初期的统计调查资料显示：武汉三镇每日依靠轮渡及木划子摆渡，来往人数达11.5万人次，每年水上失事死亡人数平均达300人以上，时间及经济上之损失更是惊人。
在浩瀚的长江上架起一座贯通南北的大桥，变“天堑”为通途，是我国人民的夙愿。百废待兴的新中国将武汉长江大桥列入第一批重点工程项目。刚刚从多年的战乱中走出来，一穷二白，积贫积弱，但是，每一个人无不满怀“打破旧世界、建设新世界”的理想，修建武汉长江大桥也开始由梦幻变为现实。
于是，在第一个五年计划中，伴随大规模经济建设的开始，党和政府正式把修建武汉长江大桥确定为国家在武汉投资兴建的7个重点工程项目中的一项。
1953年4月1日铁道部在中央的指令下，为适应建桥需要，成立了新建铁路工程总局武汉大桥工程局，直接负责武汉长江大桥的设计和施工。
铁道部首先指示广州、郑州、柳州、上海、天津、济南等铁路局，负责向大桥局输送各级各类干部和建桥工人，还将江岸桥梁厂、长沙工务修配厂、锦州大凌河桥工队成建制地调给大桥局。
几个月之内，从全国各地抽调的大批建桥职工，迅速云集武汉，组成了全国第一支以桥梁建设为专业的建桥大军。
紧接着，工程队成员分别被派往湘潭、信阳进行湘江大桥的架设工作和狮河桥换梁工程，以锻炼修桥能力，为武汉长江大桥做施工的技术准备。
1953年7月，经中央人民政府批准，铁道部组织了以彭敏为组长、共9人组成的武汉长江大桥初步设计赴苏联鉴定小组。
彭敏到苏联后，由苏联交通部副部长霍林主持，选择25名苏联专家和教授，组成武汉长江大桥初步设计鉴定委员会。
进行为期两个月的审查和研究，做出了鉴定意见。
鉴定对水中基础的施工方法，经过长时间的讨论后认为困难很多。
关于水中桥墩基础，鉴定结论认为仍应采用压气沉箱、浮运法施工。
彭敏的鉴定小组回国后，根据鉴定结论修正了初步设计，并于1953年10月10日送呈中央人民政府审核。
根据初步设计，由具体数据等事项构成的武汉长江大桥的规模呈现在眼前。
武汉长江大桥全部工程包括：
从粤汉线武昌总站起，以立体交叉跨越武珞路、中山路、武昌路、解放路，沿蛇山至黄鹤楼处，横跨长江。
过江后沿龟山以立体交叉跨越汉阳月湖正街，至阮家台处过汉水，又跨越张公堤及仁寿街至玉带门车站与京汉路接轨。全长14.9公里，其中包括如下各项：
正桥全长1153.2米。
两端引桥：武昌岸105米；汉阳岸175米。
路线桥7处，其中最长80米。
汉水桥全长300米。
长江水位最低为吴淞零点上10.96米，最高为吴淞零点上28.28米，最大差达17.3米，最高航行水位为26米。
桥梁净空在最高航行水位以上18米。
桥式为8墩9孔，等跨度的3孔一连的连续梁，每孔跨度127.8米。
桥为固定桥，双层：公路在上层，路面宽18米。
人行道两边各2.25米；铁路在下层为双轨，中间距离4.1米。
设计载重：铁路为中至24级，公路为汽至18级及轮载重80吨。
桥墩采用压气沉箱基础。
因为桥位的江底石层标高最深为吴淞零点下15米，所以最深的墩子全高为58.8米，到公路路面达83.2米，相当于20层大厦的高度，比地面高40米。
所需钢料总重2.4万吨，每孔梁重2400吨。
混凝土工作量20万立方米。
总概算数1.35万亿。
如此规模巨大和技术上复杂的桥梁工程，在中国桥梁工程史上是空前的，在世界桥梁工程史上也是不多见的。
特别是以中国国内自产的材料来修建大桥，在中国的桥梁史上还是第一次。