Il ponte sopra il Golden Gate, l'unico accesso al mare della Baia di San Francisco, è il simbolo per eccellenza della città. Completato nel 1937, all'epoca era il ponte sospeso a campata singola più lungo al mondo, 1280 metri, e una lunghezza totale di 2.7 km. Sorretto da cavi spessi 91 cm, si trova tra 67 e 81 metri dal livello medio del mare. Al momento si trova al secondo posto negli Stati Uniti, superato soltanto dal ponte di Verrazano a New York.

Il collegamento tra la città città di San Francisco e la penisola di Marin ha da sempre rappresentato una criticità nel sistema delle infrastrutture di trasporto della Bay Area; fino alla costruzione del ponte era operato da traghetti che collegavano l'Hyde Street Pier, il molo su Hyde Street al Fisherman's Wharf, con Sausalito, il primo paesino sulla penisola di Marin. La prima idea di costruire un punte sopra il Golden Gate risale al 1917, quando l'ingegnere James Wilkins la menziona nel suo piano di potenziamento nelle infrastrutture.

A condurre uno studio di fattibilità dell'opera fu chiamato l'ingegnere Joseph Strauss, già progettista di oltre 400 ponti, pur essendo questi molto più piccoli e non basati sulla tecnica dei ponti sospesi. Le prime bozze di progetto arrivarono nel 1921, ma erano ancora lontane dall'essere approvate. I costi erano notevoli e Strauss stesso si impegnò in una martellante campagna di supporto presso le istituzioni della California del nord. Il progetto iniziale di Strauss prevedeva un ponte con travi a sbalzo per entrambi i due capi, connessi al centro da un ponte sospeso ad unica campata. Questo era necessario in quanto la profondità del Golden Gate arrivava a 500 metri nella sua parte centrale e si manteneva su valori elevati per quasi tutti i suoi 1600 metri di apertura. Il tipo di fondale inoltre non permetteva di ancorare semplicemente piloni in mare aperto; cercando di guadagnare il più possibile per ridurre al minimo l'ampiezza della campata, risultava che meno di 1200 metri non si riuscivano ad ottenere. A questo si sommi il fatto che era necessario avere una notevole altezza dell'opera per consentire un agevole passaggio di ogni tipo di nave al di sotto, che i venti sullo stretto sono molto tesi e che la città è soggetta a terremoti. C'erano inoltre non trascurabili esigenze estetiche, e per queste Strauss si affidò all'architetto Irving Morrow, che disegnò l'estetica dei piloni e scelse il colore dando un tocco di Art Deco al ponte. Al progetto parteciparono anche l'ingegnere Charles Alton Ellis e il progettista Leon Moisseiff, che si occupò dei calcoli matematici dietro all'opera.


Nel 1924 la petizione per la costruzione del ponte arrivò nell'ufficio del Segretario alla Difesa degli Stati Uniti, quando si richiedeva di usare terreno militare (il Presidio e Fort Point) per la costruzione del ponte. Questi accettò di consegnare parte del terreno e supportò i piani di Strauss.
Nel 1928 nacque una società per la costruzione del ponte, cui aderirono la City and County of San Francisco, la Marin County, e le contee di Napa, Sonoma, Mendocino e Del Norte. La costruzione iniziò il 5 gennaio 1933. L'ultima delle obbligazioni fu rimborsata nel 1971 ed il bilancio finale vide la restituzione del capitale iniziale di 35 milioni più circa 39 milioni di dollari di interessi interamente recuperati grazie ai pedaggi.
Il ponte fu completato nell'aprile del 1937 e fu aperto ai pedoni il 27 maggio dello stesso anno. Il giorno seguente, a mezzogiorno, il presidente Roosevelt, da Washington diede il via ufficiale al traffico di veicoli attraverso il ponte, premendo un pulsante.


Per quanto riguarda la sicurezza delle persone che lavoravano alla costruzione, particolare ed efficace fu la rete di protezione tesa nella parte inferiore del ponte, che ridusse significativamente il numero di morti per caduta rispetto a quelli attesi per un simile progetto. 11 uomini morirono cadendo, mentre altri 19 furono salvati dalla rete. Degli 11, ben 10 morirono quando il ponte era vicino al completamento, a causa del cedimento della rete di protezione sotto la caduta di un ponteggio. I 19 che sopravvissero grazie alla protezione, divennero quindi membri di un club particolare: l'Halfway to Hell Club (Il club a metà strada per l'inferno).
Dal suo completamento il ponte è restato chiuso a causa del forte vento solo in tre occasioni: nel 1951, nel 1982 e nel 1983.


Per commemorare Joseph Strauss, una sua statua è stata posta vicino al ponte nel 1955, per ricordare a tutti quanto fu importante il suo lavoro nella costruzione del Golden Gate Bridge. L'ampiezza della parte centrale del Golden Gate è stata la più lunga tra i ponti sospesi fino al 1964, quando il Ponte di Verrazano (Verrazano Narrows Bridge) fu eretto per unire Staten Island con Brooklyn, due quartieri di New York City. Al momento della sua costruzione il Golden Gate possedeva inoltre le torri di sospensione più alte del mondo e detenne questo record fino in tempi recenti. Nel 1957, il Michigan's Mackinac Bridge superò in lunghezza tra gli ancoraggi il ponte di San Francisco, divenendo il ponte sospeso con la maggiore lunghezza totale. Attualmente il ponte sospeso più lungo del mondo si trova in Giappone ed è il Ponte di Akashi-Kaikyo.
Essendo l'unica via per uscire da San Francisco verso nord, il ponte fa parte sia della U.S. Route 101, sia della California State Route 1 ed in un giorno normale su di esso transitano circa 100 mila veicoli. Ha 6 corsie in totale ed un marciapiede per lato. La linea di separazione tra i sensi di marcia è spostata a seconda delle necessità del traffico ed è segnalata da birilli che si conficcano nel terreno. Durante le ore della mattina dei giorni infrasettimanali, il traffico maggiore entra in città, quindi 4 delle 6 corsie sono dedicate alla marcia verso sud. Al contrario, durante i pomeriggi dei giorni lavorativi il traffico maggiore va verso Sausalito, quindi il maggior numero di corsie è dedicato all'uscita da San Francisco. La linea di separazione tra i sensi di marcia è spostata a seconda delle necessità del traffico ed è segnalata da birilli che si conficcano nel terreno. Il cambio di posizione dei birilli avviene grazie ad uno speciale veicolo che possiede un basso pianale sul retro, dove stanno seduti due operatori. Il primo estre i birilli dai fori dal suo lato e li passa al secondo che li installa sulla nuova linea separatrice. Fin dagli anni ottanta ci fu una proposta per l'installazione di una barriera mobile per separare i sensi di marcia e nel marzo 2005 il Consiglio di amministrazione del ponte si è impegnato a trovare i 2 milioni di dollari necessari a completarne lo studio.
Per quanto riguarda i marciapiedi, quello utilizzabile dai pedoni è soltanto quello ad est, e dalle 5 del mattino alle 21 da aprile ad ottobre. Negli altri mesi l'orario si riduce dalle 5 alle 18.30. Apertura e chiusura sono assicurate da cancelli automatici. I ciclisti (gli Skateboards non sono ammessi) possono usare sia il marciapiede est che quello ovest, a seconda dell'orario e del periodo dell'anno. Sul marciapiede est i ciclisti devono comunque dare la precedenza ai pedoni. Il limite di velocità sul ponte fu ridotto da 55 miglia all'ora (90 Km/h) a 45 mph (70 Km/h) dal primo di ottobre del 1983.
Il colore del ponte è arancio vermiglio, chiamato anche Arancio Internazionale. Fu scelto anche su consiglio dell'architetto Irving Morrow perché è intonato coi colori naturali dei dintorni e perché rende la struttura più visibile nella nebbia.
Il Golden Gate Bridge è largamente considerato uno dei più notevoli esempi di ingegneria applicata alla costruzione di ponti, sia per il progetto strutturale che per la sua estetica. È stato inoltre dichiarato una delle moderne Meraviglie del mondo dall'Associazione degli Ingegneri Civili Americani.
Il ponte era in origine verniciato con minio rosso e vernice al piombo. A metà degli anni sessanta prese il via un programma per prevenire la corrosione che consisteva nell'asportazione della vernice originale sostituendola con una a base di emimorfite (un silicato idrato di zinco) ricoperta da vernice vinilica. Dal 1990 il rivestimento usato è acrilico. Il programma è stato completato nel 1995 ed attualmente ben 38 pittori lavorano costantemente per mantenere in buone condizioni lo strato di vernice che protegge il ponte.
Il Golden Gate Bridge è un luogo molto frequentato dai suicidi. Il conto ufficiale dei suicidi terminò nel 1995 quando ormai la cifra si avvicinava a 1000. Negli otto anni seguenti fino ad arrivare al 2003, la media era di un suicidio ogni due settimane, media che portò il computo non ufficiale ad oltre 1300. I 67 m del salto sono percorsi in 4 secondi ed il saltatore colpisce l'acqua ad una velocità pari a 120 km/h. Al 2003 solo 26 persone sono sopravvissute al salto e lo hanno fatto perché sono entrati in acqua dai piedi e comunque hanno riportato lesioni interne e numerose fratture. Nel 1979 un giovane uomo saltò dal ponte, giunto in acqua nuotò fino alla spiaggia e li camminò sulla sabbia. Ma aveva riportato la frattura di alcune vertebre. Una hot-line è presente sul ponte per i casi di tentativo di suicidio.


Molte possibili soluzioni sono state discusse per diminuire il numero di suicidi dal ponte. Una delle misure adottate è stata quella di chiudere il ponte ai pedoni la notte. L'installazione di barriere di contenimento per i suicidi è stata contrastata dagli alti costi, dalle difficoltà tecniche e dall'opposizione dell'opinione pubblica. Il 27 gennaio 2005 il Bridge District, che gestisce il ponte, ha riproposto per l'ottava volta l'installazione delle barriere anti-suicidi, citando il notevole interesse destato dal problema nella stampa e nell'opinione pubblica. L'11 marzo 2005 il Consiglio di amministrazione del ponte ha approvato l'investimento di 2 milioni di dollari in 2 anni per lo studio di fattibilità delle barriere. I favorevoli alle barriere hanno citato ad esempio l'Empire State Building e la Torre Eiffel, dove dopo l'installazione delle protezioni il numero dei suicidi è sceso a zero. Gli oppositori alle barriere argomentano che esse sono brutte, costose ed avrebbero solo l'effetto di far cambiare metodo e luogo al suicida. Un metodo adottato per scoraggiare i suicidi è stato presentare una petizione chiamata Jump for life (Salto per la vita) verso la fine del 2005 per chiedere che sul ponte diventi possibile fare il bungee jumping, in modo da cercare di rendere il ponte meno affascinante come luogo per togliersi la vita.