Il San Francisco-Oakland Bay Bridge (conosciuto in città semplicemente come Bay Bridge) è un ponte a pedaggio che attraversa la Baia di San Francisco e collega la città di Oakland a San Francisco stessa. È parte della Interstate 80 ed è uno dei ponti più trafficati degli Stati Uniti, portando quasi 280 mila veicoli al giorno.
Il progetto originale del ponto è stato dell'ingegnere Ralph Modjeski. Il Bay Bridge aprì al traffico il 12 Novembre 1936, sei mesi prima dell'altro e più famoso ponte, il Golden Gate Bridge.
Il ponte è formato da due rami: il primo connette la penisola di Alameda sulla sponda est della baia con all'isola di Yerba Buena al centro della baia; la parte ovest è composta da due ponti sospesi e consecutivi a singola campata che collegano l'isola con San Francisco e sono uniti da un ancoraggio centrale in cemento. L'isola di Yerba Buena è attraversata da un tunnel e da due viadotti che collegano le due sezione del ponte. Ci sono sei rampe di ingresso ed uscita sull'isola che permettono il collegamento dell'Interstate 80 con Yerba Buena e specialmente con Treasure Island, isola artificiale collegata alla prima, tra l'altro in parte realizzata con il materiale scavato per la costruzione del ponte e della galleria. La parte est del ponte è realizzata in diverse sezioni: le due attigue all'isola sono composte da un ponte strallato dalla struttura piuttosto complessa, seguono cinque sezioni con travi a mezza campata, quindi 14 sezioni ci ponte semplice.
Il pedaggio viene esatto sul lato di Oakland e soltanto per il traffico diretto verso San Francisco; ci sono 20 caselli molti dei quali dedicati alle corsie FasTrak. Il traffico viene quindi smistato sue due diversi piani: quelli superiore diretto ad ovest e quello inferiore diretto ad est. Ogni piano ha cinque corsie. Un tempo anche il treno utilizzava il ponte, ora invece il BART sfrutta una galleria sotterranea costruita sul fondale della baia.
L'idea di un ponte sulla baia tra San Francisco ed Oakland è stata studiata e presa in considerazione fin dai primi anni del 1900. Nel 1921 si prese in considerazione un tunnel sottomarino, ma questo era chiaramente incompatibile con il traffico automobilistico. Nel 1926 il governo della California stabilì l'autorità dei Ponti a Pedaggio; questa prese in esame subito i casi delle contee di San Francisco ed Alameda. Per rendere il ponte più semplice, si scelse di utilizzare un approdo intermedio sull'isola di Yerba Buena, riducendo così il materiale necessario per la costruzione. Al tempo Yerba Buena era una base della marina contigua alla nascente Treasure Island. Il progetto ebbe il via libera dal Congresso degli Stati Uniti nel 1931 e nel 1933 iniziò la costruzione del ponte.
La parte di 2.8 km della sezione ovest presentava le insidie ingegneristiche maggiori: la baia in quel tratto è infatti profonda fino a 30 metri e si richiesero nuove tecniche per ancorare i piloni al fondale. Al tempo non esistevano tecnologie per costruire ponti sospesi più lunghi di una singola campata, e una sola campata per 2.8 km non era assolutamente da prendere in considerazione. Per cui si optò per la creazione di un massiccio ancoraggio di cemento a metà strada e usarlo per ancorare i cavi dei due ponti sospesi consecutivi con due torri ciascuno; le torri sono erette in mare aperto.


Anche il lavoro completato sulla parte est del ponte era il risultato di un notevole sforzo progettuale i 3.1 km sono coperti con una combinazione di due sezioni a travatura complessa, cinque sezioni a travatura semplice e il resto del ponte è realizzato con sezioni non travate, realizzando in più lungo ponte all'epoca con questo tipo di tecnica.
La maggior parte della sezione est poggia al momento su travi di legno conficcate nel fondale fangoso della baia in profondità, ma senza arrivare allo strato di roccia presente sul fondo. Fu utilizzato legno di Douglas disboscando un'intera foresta per questo scopo.


I due ponti attraversano Yerba Buena Island con una galleria alta 18 metri, larga 23 e lunga 164. Queste misure fanno di lei la galleria dal diametro maggiore al mondo; le macerie che si crearono per costruirla furono interrate oltre Yerba Buena Island e andarono ad accrescere Treasure Island.
Il ponte aprì al traffico il 12 novembre del 1936 alle 12.30. Il costo totale della costruzione equivale a 1.07 miliardi di dollari nel 2005. Prima della sua apertura, il ponte fu benedetto dal Cardinale Pacelli, che poi sarebbe diventato Papa Pio XII. Al completamento il ponte divenne il più lungo ponte sospeso del mondo e la più lunga struttura travata al mondo.
L'uscita ovest del ponte dal piano superiore era una lunga rampa che iniziava all'incrocio tra 5^th street e Bryant Street. C'erano rampe anche che approdavano a Rincon Hill presso Fremont Street. Il piano inferiore trovava sbocco invece su Essex Street all'incrocio con 1^st Street. Sul lato est invece un viadotto alla fine della State Highway 17 ad Oakland portava al piazzale d'ingresso.
All'apertura il piano superiore aveva tre corsie di traffico in ogni direzione, utilizzabili sono da automobili. In entrambe le direzioni. Quello inferiore trasportava tre corsie riservate ai camion e due linee ferroviarie; nel 1958 queste furono dismesse. Originariamente il ponte portava le Highway 40 e 50, in seguito queste furono sostituite dalla Interstate 80 nel 1964.
Il traffico automobilistico aumentò in maniera spropositata negli anni '60 e nell'ottobre del 1963 il ponte fu riconfigurato con cinque corsie di traffico verso ovest sul piano superiore e cinque corsie verso est in quello inferiore. La circolazione di camion era permessa su entrambi i ponti ma la ferrovia fu rimossa.
Una serie di luci addobba i cavi di sospensione: fu aggiunta nel 1987 nell'ambito delle celebrazioni per il cinquantesimo anniversario della costruzione.


Durante il terremoto di Loma Prieta del 1989, una sezione del ponte superiore di 15 metri crollò sul piano interiore, nella parte est del ponte. Questo in prossimità del pilone E9. Due vittime furono causate indirettamente dal crollo. Il ponte fu chiuso per oltre un mese e riaprì il 18 novembre di quell'anno. Questo fatto mise in luce gravi carenza dal punto di vista sismico dell'intera struttura. Queste considerazioni aggravate dai danni alle autostrade sull'Embarcadero e ai danni a quelle di Los Angeles nel terremoto del 1994, diedero il via ad una serie di iniziative per rinforzare le strutture sospese. Il Bay Bridge subì una serie di modifiche alla struttura stradale con controtravature di sostegno e rinforzi diagonali tra i due piani stradali. Le modifiche non alterarono quasi per niente l'estetica del ponte.

L'intero ponte era stato fabbricato usando rivetti di acciaio fuso, che non è possibile trattare a caldo e perciò rimasero relativamente morbidi. Le analisi mostrarono che questo fatto poteva causare il collasso della struttura se sottoposta ad un grave carico. Per questo furono rimossi quasi ovunque (con una speciale tecnica) e sostituiti: era un'operazione molto più difficile di quanto possa sembrare, sia per il loro numero, sia per la loro posizione spesso proibitiva, sia per la verniciatura del ponte a base di piombo e quindi tossica. Modifiche furono fatte anche ai supporti di cemento nella parte ovest del ponte per assicurare una sua maggiore resistenza in caso di sisma.
La parte est del ponte invece è stata giudicata impossibile da adattare a costi ragionevoli per eventi sismici catastrofici. Il problema più serio derivava dal fatto che i sostegni dei piloni erano piantati sul fango e non erano ancorati al manto di roccia sottostante. Inoltre la struttura travata non garantiva troppa sicurezza. Dopo una serie di primi interventi atti a scongiurare il peggio, nel 1999 è stato approvato il progetto di sostituzione intera del ponte con uno nuovo; questo sarebbe costato quasi il doppio rispetto all'opera di adattamento, ma dava garanzie di durata due o tre volte volte maggiori. I lavori di costruzione del nuovo ponte sono iniziati nel 2002 e termineranno si crede nel 2013, con la demolizione della vecchia sezione. Il ponte sarà formato da una sezione in cemento semplice nella parte più orientale, dove i fondali consentono di piantare agevolmente un grande numero di piloni e dovrebbe presentare un ponte sospeso ad una singola torre nella zona in prossimità di Yerba Buena Island. Complessivamente si stima che l'estetica dell'opera dovrebbe trarne giovamento.


Tecnicamente il ponte si chiama The James "Sunny Jim" Rolph Bridge ma questo nome non è mai stato usato, né conosciuto fino alle celebrazioni del suo anniversario nel 1986. Malgrado allora fosse molto pubblicizzato il suo reale, gli abitanti hanno continuato a chiamarlo «Bay Bridge». Il nome ufficiale sulla cartografia è sempre stato San Francisco-Oakland Bay Bridge.