切萨皮克湾大桥的正式名称是小威廉·普雷斯顿·兰恩纪念桥（William Preston Lane, Jr. Memorial Bridge），小威廉·普雷斯顿·兰恩是当时的马里兰州州长、该桥的建造发起人。
切萨皮克湾附近是一条重要的经济带，在大桥建成前，主要依靠轮渡进行跨海湾交通运输。早在19世纪80年代，马里兰州就在讨论建设一座横跨切萨皮克湾的大桥，至1907年，第一个大桥建造提案提出，并将地址选在巴尔的摩和Tolchester海滩之间，此后，在1918年、1919年1926年和1935年也都提出了建桥方案，其中1927年时，巴尔的摩的商人们已经出资进行具体的设计，但是该计划因1929年爆发经济危机而中止。1938年，马里兰州再次通过了建桥法案，要在沙岬与肯特岛之间建桥，但是又因美国参加第二次世界大战而再次中止。直到战后的1947年，当时的马里兰州州长小威廉·普雷斯顿·兰恩决定在任内推动大桥建设，并取得州议会的支持，再次通过了建桥发案。于是在1949年1月破土动工，1952年07月30日大桥建成通车。
大桥主要用以连接马里兰州东海湾乡村地区和西海湾城市地区；不仅如此，大桥还是美国50和301公路的重要组成部分。作为50号公路的一部分，主要用以连接巴尔的摩-华盛顿大都会区和马里兰州海洋城及附近地区；作为301公路的一部分，主要是给95号洲际公路提供一条支路，所以大桥是一个交通枢纽，特别是在夏季，交通一场繁忙。
大桥首跨在1952年建成通车，全长6900米，当时成为世界上最长的海上大桥；另一跨在1973年建成。大桥建成后，由于地处交通枢纽，所以通车量持续增长，在1967年，马里兰州议会就决定再增建桥梁。当时有三个方案：其一是在巴尔的摩海岸附近；其二是在南马里兰州；其三是不另外选址，而是给现在的大桥增加一跨。最后，专家们一致认为，根据交通流量以及其他两处状况，还是第三个方案最合理。于是，1969年开始增加新跨，1973年6月28日完工。
大桥两跨长度分别是6970米和7000米，在当时成为世界上最长的跨海桥梁；大桥西侧终点位于安妮阿伦德尔县安纳波利斯地区西北的沙岬州立公园，东侧位于安妮女王县肯特岛。
为了适应越来越多的车流量，新跨增至三车道（旧跨二车道），尽管车道数量不同，但两跨结构相似，也均由J.E.格雷纳公司设计（已并入URS公司）。为适应航道要求，大桥西侧航道上的悬索桥段长975米，最高净空56.7米，足以让大型远洋运输船和高桅帆船通过；同时，该侧桥段应美国陆军工程兵团的要求，大桥呈曲线，是为了让大桥与航道保持垂直，这也是为了保证大型船只（如航母、巡洋舰等）更容易从桥下穿行；东侧航道上为桁架悬臂桥段，最高净空17.7米。大桥主体采用了上承式桁架和钢梁结构，在近海处采用混凝土梁结构。大桥跨海一部分采用了海底隧道的方式，这可以保证大型船只的通航。
大桥的建成使用大大促进了海湾两侧的城市发展，东海岸社区明显增加，便捷的交通甚至使得过去偏僻的安妮女王县成为巴尔的摩-华盛顿大都会区的一部分；海洋城也从原来默默无闻的海滨小镇迅速成长为马里兰州第二大城市。
不过，海湾两侧的迅速成长也给大桥带来了压力，据估测，预计在2025年左右，大桥的交通量会增加40%，届时将不得不再增建新桥段。
