建筑师斯维利道夫和桥梁设计师符·阿巴力的合作，设计出的桥呈弓形，犹如长蛇之势，是典型的欧式桥梁建筑。桥长51米、宽27.6米、车行道宽21.4米、两侧人行道宽各3.1米。

霁虹桥的两侧有斜对称的塔式建筑，塔座为长方形，四周共有24个花环状装饰的浮雕。秀丽挺拔的花盏灯座，镂空嵌花的铁栏杆，构思巧妙、铸造精美，更有镶嵌着“飞轮”标志的中东铁路路徽，多了一层历史感，也丰富了桥梁建筑的艺术性。

整个霁虹桥没有一个铆钉，没有一个螺栓，建筑风格独特。这座桥在哈尔滨建筑群体中给人以独特的美感，是一道亮丽的景观。