Cerca de 3.000 personas trabajaron en este proyecto, que costó casi 400 millones de euros.
El viaducto de Millau fue concebido formalmente por el arquitecto inglés Norman Foster (Foster and Partners), y estructuralmente por el ingeniero francés Michel Virlogeux, trabajando ambos conjuntamente para hacer posible esta obra singular.

El viaducto de Millau está constituido por ocho tramos de tablero de acero, que se apoyan sobre siete pilares de hormigón. La calzada pesa 36.000 toneladas y se extiende a lo largo de 2.460 metros, siendo su ancho de 32 m y su espesor a 4,3 m. Los 6 tramos interiores del viaducto tienen 342 m, mientras que los dos extremos miden 204 m. La autopista tiene una leve pendiente del 3%, descendente en dirección norte-sur, y se curva en una sección plana con un radio de 20 km. Esto último se hizo con la intención de dar una mejor visibilidad a los automovilistas. Tiene dos carriles de tránsito en cada dirección.

Los pilares tienen entre 77 y 246 m y pasan de tener una sección longitudinal de 24,5 m en la base a 11 m en su parte superior. Cada pilar está compuesto a su vez por 16 secciones, cada una de las cuales pesa 2.230 toneladas, y en total el puente pesa alrededor de las 350.000 toneladas. Estas secciones se ensamblaron en el lugar de la obra a partir de piezas de 17 metros de largo, 4 metros de ancho y un peso de 60 toneladas, que fueron fabricadas en Lauterbourg y Fos-Sur-Mer por la empresa constructora Eiffage. Los pilares se montaron primero, junto a una serie de soportes temporales, y en forma previa a la colocación de las vigas, que se guiaron mediante señales de satélite y se dispusieron a una velocidad de 600 milímetros cada 4 minutos.

El viaducto de Millau prácticamente duplica la altura del que hasta entonces era el puente más alto del mundo, el Europabrücke, en Austria. También se convirtió en el más alto puente de carretera si se toma como referencia el nivel de la calzada. La altura de 270 m a la que se encuentra la misma, supera los 267 m del puente sobre el valle del New River, en Virginia Occidental, Estados Unidos. Los 321 m del puente sobre el Río Arkansas superan al viaducto de Millau, pero en aquel caso se trata de un puente peatonal.

El costo total de la construcción del viaducto fue de 394 millones de euros, a lo que deben sumarse 20 millones de euros adicionales por la edificación de las cabinas de peaje, situadas 6 km al norte de la estructura.
En el proyecto se utilizaron 127.000 m³ de hormigón, 19.000 toneladas métricas de acero para las armaduras del hormigón y 5.000 toneladas de hormigón pretensado. Según la empresa constructora, la vida útil del viaducto será no menor de 120 años.
Eiffage financió la obra a cambio de la concesión del peaje hasta el año 2080. De todas formas, y si la concesión resulta ser muy rentable, el gobierno francés puede retomar el control de la concesión en el año 2044.