经国务院批准后，武汉长江大桥于1955年9月1日提前正式动工。武汉长江大桥全部工程除了大桥本身以外，还包括大量配套工程，包括 [[ 汉水铁路桥 ]] 、 [[ 大桥联络线 ]] 、由 [[ 丹水池站 ]] 经 [[ 江岸西站 ]] 至汉水铁路桥头的 [[ 汉口迂回线( ]]（ 今京广铁路正线) ） 、 [[ 江岸站 ]] 至 [[ 江岸西站 ]] 的联络线、 [[ 江岸西编组站 ]] 、 [[ 汉西站 ]] 、 [[ 汉阳站 ]] 等设施，其中汉水铁路桥和长江大桥正桥和引桥工程由铁道部武汉大桥局负责施工，其余铁路及跨线桥工程由铁道兵施工。铁路从粤汉铁路 [[ 武昌南站 ]] 起，以立体交叉跨越 [[ 武珞路 ]] 、 [[ 中山路 ]] 、 [[ 武昌路 ]] 、 [[ 解放路 ]] ，沿 [[ 蛇山 ]] 至 [[ 黄鹤楼 ]] 处，横跨长江，过江后沿 [[ 龟山 ]] 以立体交叉跨越汉阳 [[ 月湖正街 ]] ，至 [[ 阮家台 ]] 处过 [[ 汉水 ]] ，又跨越 [[ 张公堤 ]] 及 [[ 仁寿街 ]] 至 [[ 玉带门站 ]] 与京汉铁路接轨。早在进行大桥设计规划的同时，作为武汉长江大桥配套工程之一的汉水铁路桥于1953年11月27日率先动工兴建，两岸铁路联络线工程也同时开始进行，并于1954年11月12日建成，1955年1月1日正式通车。而 [[ 汉水公路桥 ]] 也于1954年10月30日开工兴建，1955年12月建成通车，并被命名为" “ 江汉桥" ” 。

苏联政府获悉武汉长江大桥采用管柱钻孔法施工后，于1955年底派出以运输工程部部长 [[ 科热夫尼科夫 ]] 为首的代表团来华，参观长江大桥的施工。最终，西林的管柱钻孔法获得了苏联政府的认可，同月 [[ 中国铁道部 ]] 与 [[ 苏联运输工程部 ]] 签订了协议，对这种施工技术作出了正面评价。大型管柱钻孔法使大桥施工速度大为提高，桥墩基础工程从全面开工到基本完成仅用了一年零一个多月的时间。