南京长江第五大桥的建设可推动长江经济带发展，完善国家干线公路和长江下游地区过江通道布局，支持南京江北新区建设，缓解过江交通压力。

2008年底，南京长江五桥提上南京市全市交通规划议事日程，预计2011年开工建设，拟建双层四车道。

2009年3月2日起至4月2日，在长江南京段大胜关水道棉花堤汽渡上游1000米处的水域范围内，江苏省水文地质工程地质勘察院工作人员将在江中的6个孔位进行地质勘探，其结果将和其它相关数据一起，形成工程预可报告。

2009年6月17日，南京长江梅子洲过江通道(即南京长江五桥)物探及地质勘察报告评审会召开，众专家一致认为五桥选址合适。

2013年，南京长江五桥开展前期研究，完成工可编制，投资60亿元。

2014年10月22日，五桥正式敲定"桥+隧"模式，推荐方案变成"桥+隧"模式，确定不建双层桥。梅子洲过江通道按"工可"分成两个阶段施工，隧道部分已经开建。

2015年11月，南京长江五桥工程可行性研究报告已上报交通运输部，预计明年开工，"十三五"建成。

2016年7月28日，国家发改委批复同意建设南京长江第五大桥。

2017年4月27日下午，在南京长江五桥A1标施工现场，中主墩平台的首根钢管桩利用打桩船顺利施打到位，标志着南京五桥的中主墩施工正式开启。

2017年5月23日上午，南京长江第五大桥工程夹江隧道施工现场，中铁十四局围护结构第一钻开始作业，拉开了该标段建设的序幕。

2017年7月6日凌晨3:30，南京长江五桥南主墩首根桩基Z5-17#桩混凝土灌注顺利完成;7:10南引桥首根桩基S9-3#桩顺利成孔。此次主墩首根桩基成功浇筑和南引桥首根桩基成孔，均为南京长江五桥全线主桥、引桥首根桩成功施工，标志着南京长江五桥主体工程进入了全面实施阶段。

2017年9月30日，南京长江第五大桥A1标项目北主墩最后一根钻孔桩顺利浇筑完成。北主墩钻孔桩施工历时3个月，比原计划10月底完成提前1个月。由此开始，北主墩主体建设由钻孔桩工序顺利进入承台工序施工。