2002年6月26日东海大桥海上段施工开始正式打桩，这标志着东海大桥海上段施工正式开始，承担海上打桩任务的中国港湾建设(集团)公司将在接下来的一年多时间里打完7000多根沉桩。
2003年6月10日由东海大桥Ⅶ标段路桥国际从马来西亚购入的海桩8号打桩船在三艘拖轮的牵引下，缓缓驶入作业海区，并于次日打下第一根钢管桩。
2003年6月26日正值东海大桥正式开工一周年之际，经过128天的艰苦奋战，全长587米的东海大桥一标浅海段施工钢栈桥实现全线贯通。
2003年7月13日江泽民同志为东海大桥题写桥名。上海国际航运中心洋山深水港区工程建设举行现场汇报会。中共中央政治局委员、上海市委书记陈良宇，中共浙江省委书记、省人大常委会主任习近平出席汇报会并为“东海大桥”揭牌。国家发改委副主任李盛霖、交通部部长张春贤、浙江省省长吕祖善、上海市市长韩正出席会议并讲话。
2003年7月19日早晨，我国目前最大的预制安装式箱梁——东海大桥海上非通航孔70米段第一根箱梁浇注成功。
2003年9月28日东海大桥工程取得重大节点突破，2003年海上非通航孔打桩数量一举达到4379根，提前三个月超额完成2003年4000根的目标。
2003年11月17日经过连续20多天的认真准备，东海大桥主通航孔斜拉桥335号墩大型承台开始浇注混凝土。这项施工是东海大桥工程继打桩、墩梁制作与架设等之后的又一重大节点，在海上进行8000多立方米混凝土的现浇施工在国内还是首创之举。
2004年4月10日随着东海大桥工程Ⅲ标又一片70米长的混凝土预制箱梁架设到位，东海大桥第100片桥面箱梁铺设完成，就此，东海大桥已经初具优美线形。
2004年8月26日东海大桥工程建工集团五标项目部主通航孔海上平台传来捷报：经过八个多月的艰苦奋战，主通航孔斜拉桥主塔于下午1点成功实现封顶，这标志着东海大桥主通航孔斜拉桥主塔结构施工取得了阶段性的胜利。随着主塔的封顶，该标段随即将迎来主桥安装施工的新高潮。
2004年10月11日经过上千名建设者2年多的艰苦奋战，由上海城建集团承建的东海大桥I标(陆上段)与II标(海上段)顺利实现了合龙，实现了将海上施工变为陆上施工的目标，为2005年底前大桥建成通车奠定了基础。
2004年12月24日作为洋山深水港一期建设主体工程的小洋山港区与在建中的东海大桥顺利实现了对接。连接段位于东海大桥工程颗珠山斜拉桥东引桥与港区小洋山穿山隧道之间，该段的贯通象征着作为洋山港区唯一陆路通道的东海大桥已经与港区紧密相连。
2005年5月3日经过建设者近两年艰苦卓绝的努力，东海大桥工程的重要组成部分——连接颗珠山岛与小洋山岛深水港港区的颗珠山斜拉桥于5月3日顺利实现合龙，这标志着东海大桥工程的主体结构施工已进入收官阶段。
2005年5月20日东海大桥主通航孔斜拉桥的最后一块钢箱梁桥面板吊装到位，至此，由上海建工集团承建的东海大桥主通航孔斜拉桥结构工程已全部按期完成。
2005年5月22日由中铁大桥局集团公司承建的东海大桥Ⅲ标310片非通航孔70米段箱梁的架设任务全部完成。至此，总长32.5公里的东海大桥非通航孔段已全线贯通，全桥仅余主通航孔斜拉桥的最后一段钢箱梁。
2005年5月25日东海大桥全线贯通仪式在大桥主通航孔桥面举行。中共中央政治局委员、上海市委书记陈良宇出席仪式，参加大桥工程建设的劳动模范和建设功臣代表为大桥贯通剪彩。上海市委副书记、市长韩正和国家交通部副部长翁孟勇出席仪式并出席贯通仪式并致辞。
