Cầu do Cục Quản lý đường bộ II (Tổng cục Đường bộ Việt Nam) làm chủ đầu tư, nhà thầu thi công là Công ty Cổ phần Tư vấn và Xây dựng Biển Đông.
Cầu Phú Xuân được xây dựng và đưa vào sử dụng từ năm 1974 có 4 làn xe đã quá tải, luôn gây ùn tắc đối với giao thông đô thị Huế. Vì thế, qua đợt sửa chữa này, cầu Phú Xuân sẽ được bổ sung thêm dầm ra 2 bên, mở rộng mỗi bên 2m. Như vậy, khổ cầu được mở rộng từ 17,4m lên 19,4m. Phần mặt cầu xe chạy từ 12m lên 16m, thu hẹp lề bộ hành mỗi bên từ 2,7m xuống còn 1,7m; bổ sung các dầm ngang, thay thế các khe co giãn hư hỏng và hệ thống lan can tay vịn… Theo đó, cầu Phú Xuân cũng được nâng từ 4 làn xe lên 6 làn xe.
Được khởi công xây dựng từ tháng 12/2017, công trình sửa chữa, mở rộng cầu Phú Xuân bắc qua sông Hương hoàn thành phần lớn khối lượng công việc. Phần mở rộng mặt cầu phía hạ lưu sông Hương cơ bản hoàn thành. Phần còn lại được nhà thầu thi công gấp rút triển khai. Tỉnh đặt mục tiêu đưa công trình sửa chữa cầu Phú Xuân vào sử dụng trong tháng 9/2018, trước mùa mưa bão năm nay.
Trong quá trình thi công, các đơn vị chức năng cắm biển cấm tất cả các xe khách trên 10 chỗ, cấm xe buýt và các loại xe tải, hướng dẫn phân luồng cho các phương tiện qua cầu Dã Viên, đồng thời tổ chức phân luồng các phương tiện tham gia giao thông còn lại để giảm ùn tắc giao thông. Do có nhiều phương tiện tàu thuyền hoạt động trên sông Hương qua cầu Phú Xuân nên đối với 2 nhịp thông thuyền, chủ đầu tư cũng đã thống nhất phương án chỉ được thi công 1 trong 2 nhịp trong cùng thời điểm và bố trí thêm trạm điều tiết giao thông hướng dẫn giao thông trong thời gian thi công các nhịp cầu.
Tại 2 đầu tuyến tránh QL1A qua thành phố Huế, nút giao giữa QL1A và đường Nguyễn Văn Linh (phía Bắc thành phố Huế), ngã 3 cầu vượt Thủy Dương (phía Nam thành phố Huế) dẫn vào cầu Phú Xuân đều được bố trí biển báo để khuyến cáo cho người điều khiển phương tiện có hoặc không có nhu cầu qua trung tâm thành phố Huế nên chủ động tìm lộ trình tham gia giao thông phù hợp.
Đoạn Quản lý đường thủy nội địa (Sở Giao thông Vận tải tỉnh Thừa Thiên - Huế) cũng đã bố trí 4 phao giới hạn luồng, lắp đặt đèn báo hiệu ban đêm nhằm định vị và giới hạn luồng chạy tàu, bảo đảm an toàn tính mạng người tham gia giao thông và phương tiện khi qua khu vực đang thi công...