Cây cầu được xây dựng và đưa vào khai thác đã hơn 110 năm. Trải qua thời gian và hai cuộc chiến tranh phá hoại, nhiều nhịp được thay bằng dầm tạm, các trụ đã han gỉ và xô lệch, đường bộ hành nhiều nhịp võng, xệ.
Tàu hỏa qua cầu bị giới hạn tốc độ ở mức 25 km/h, do các nhịp được cải tạo sau năm 1972 đã võng xuống.
Tham gia thi công dự án khôi phục cầu đều là thợ bậc 4 trở lên, thuộc các đơn vị dày dạn kinh nghiệm của Tổng Công ty đường sắt Việt Nam.
Do cầu xuống cấp nghiêm trọng nên Tổng công ty Đường sắt Việt Nam sẽ sửa chữa, gia cố dầm, hai làn tránh xe, bọc vật liệu chống gỉ cho phần trụ... Tổng kinh phí sửa chữa gần 300 tỷ đồng từ nguồn ngân sách Nhà nước.
Trước đó, với kinh phí khoảng 7 tỷ đồng mỗi năm, đơn vị duy tu bảo dưỡng cầu Long Biên chỉ có thể làm những việc đơn giản như cạo gỉ sắt và sơn lại, thay thế gia cố tà vẹt, ốc vít, vệ sinh cầu.
Nhưng với đợt sửa chữa lớn lần này, công trình sẽ được sơn sửa và thay thế toàn bộ các ốc vít cũ mòn.
Những thanh tà vẹt đường sắt bằng gỗ bị mục nát sẽ được loại bỏ.
Thay vào đó là các thanh tà vẹt bằng gỗ táu.
Xà lan với nhiều máy móc, thiết bị phía dưới cầu phục vụ cho việc cung ứng thiết bị sửa chữa. Việc sửa chữa lần này nhằm đảm bảo an toàn cho người dân đi lại và vận tải đường sắt qua cầu đến năm 2020.
Do sửa chữa công trình đang khai thác và nằm trong khu vực nội đô nên đơn vị thi công phải đảm bảo an toàn cho người và các phương tiện thường xuyên qua đây. Đợt đại tu dự kiến kéo dài tới hết năm 2015.