潮汕大桥工程起点与汕头市龙湖区泰山路北延线相接，向北跨梅溪河后，与潮州市潮安区站前路顺接，主线全长1.44公里，两侧辅道长0.99公里，按一级公路技术标准设计，兼顾城市主干道。项目设特大桥1座，为独塔叠合梁斜拉桥；设涵洞1道（潮州侧）、平面交叉3处。
2016年底，经汕头、潮州两市政府一致同意，将立项的跨梅溪河大桥命名为“潮汕大桥”。
2017年3月，龙湖区政府相关领导带队赴潮州市潮安区政府对接潮汕大桥项目工作进展情况，力争在当年3月完成潮汕大桥项目立项。
2017年5月5日下午，龙湖区委书记林定亮带队来到潮州市潮安区，联系潮汕大桥建设推动工作。
2018年10月，《广东省交通运输厅关于潮汕大桥工程航道通航条件影响评价的审核意见》下发，同意桥位选址方案。
2021年11月6日上午，汕头市龙湖区与潮州市潮安区联合举行潮汕大桥工程项目共同建设签约仪式，明确并认定双方在该项目的报批、招标、建设、拆迁和后续管养、费用承担等方面的权利和义务。
2022年7月29日，潮汕大桥工程引桥首根桩基顺利开钻，打响了桩基工程施工“第一锤”，标志着项目正式进入实施阶段。
2022年8月4日上午，龙湖区住建局有关负责同志会同市水务局总工程师及相关科室有关工作人员一同前往潮汕大桥堤防现场，有关单位达成一致意见，由建设单位按程序申报，将堤防开口西移，解决因项目启动建设停用原堤边预留的步行通道造成周边群众生产出行难问题。
2022年12月7日，潮汕大桥项目主墩施工主便道建设顺利完成。