1957年（昭和32年）3月27日、那珂湊市辰ノ口で起工式を行い、5代目の橋の建設に取り掛かり、7月からは日本道路公団が工事を担当するようになった。地盤が悪く、橋脚が岩盤に達することが困難なため、ケーソン工法を採用し、下部工事だけで1年3か月を要した。上部工事は1958年（昭和33年）2月に始まり、1959年（昭和34年）4月に完了した。これと並行して取り付け道路の建設が行われ、1959年（昭和34年）6月30日に全面舗装が完了した。総事業費は3億3500万円、作業員は延70,087人で、工事中に3人の作業員が命を落としている。 こうして4代目の流失から21年かかって5代目海門橋が完成し、1959年（昭和34年）7月20日に茨城県立那珂湊水産高等学校（現・茨城県立海洋高等学校）で1,200人が出席する盛大な開通式が挙行された。那珂湊市民による祝賀行事は4日間続き、祭りの屋台を曳き出す町もあった。開通時は有料であった。橋の開通と同時に、那珂湊市と大洗町が隔年交代で運航してきた渡船が姿を消した。 1959年（昭和34年）の5代目海門橋開通時点でまだ水浜線は存続していたが大洗が終点になっており、5代目の橋は道路専用橋として建設されて再びこの橋を電車が渡ることはなかった。4代目橋は5代目海門橋の下流側の位置に架かっており、大洗側の川岸には基礎の一部がわずかに残っている。 1980年（昭和55年）3月に日本道路公団から茨城県に移管し、無料開放された。1980年代の海門橋の通行台数は1日約5,000台