1981年6月，广东省公路建设公司与香港合和中国发展有限公司共同签署合建虎门大桥高速公路意向书。[9] 共5张 虎门大桥景象图集
1991年5月，虎门汽车渡口竣工运营，很快就出现因运力不足问题，广东省政府随即推进虎门大桥项目。[9]
1992年春季，广东省委、省政府决定把虎门大桥工程项目从广深珠高速公路的项目合作合同中分离出来，由省交通厅组织实施，采用中外合作集资修建，以独立核算、自负盈亏的方式，筹建一个新的项目公司进行建设和管理；[9] 同年5月27日，虎门大桥举行开工奠基仪式；同年10月28日，虎门大桥动工建设。[1]
1992年夏季至1994年春季，广东省交通厅聘请以李国豪、曾威为首的22名中国国内桥梁专家共同组成虎门大桥技术顾问委员会，对重大的设计施工方案决策进行咨询。[9] 虎门大桥建设场景
1995年3月28日，虎门大桥举行先导索过江暨上部构造开工仪式，大桥的“六大件”工程完工。[9]
1997年5月1日，虎门大桥试通车；[10] 同年6月9日，虎门大桥开通运营。[1]
1999年4月20日，虎门大桥通过中华人民共和国交通运输部竣工验收。[1]
2024年3月24日，广东省发展改革委下达了《广东省2024年重点建设项目计划》，莞佛高速公路虎门大桥段改扩建工程被列入全省2024年重点建设前期预备项目计划表。计划表显示，虎门大桥改扩建工程长约21.5公里，其中桥梁长约19.4公里，总投资100亿元。[51]
2024年4月3日，广东虎门大桥有限公司在广州公共资源交易中心官网发布《莞佛高速公路虎门大桥段改扩建工程可行性研究招标公告》，公布了工程的推荐线路。虎门大桥改扩建工程拟推荐线路起于广深高速太平互通，依次上跨太平水道、百花山隧道、威远互通、虎门炮台保护区、狮子洋水道、南沙立交，后落地拼入既有道路，终于广澳高速坦尾立交，路线全长约21.5公里，拟采用高速公路标准，设计速度120公里/小时。[51]