Après ses études à l'Institut polytechnique Rensselaer à Troy, New York, Roebling s’engage auprès de son père pour l’aider dans la construction de ponts.
Après avoir servi dans l'Armée de terre des États-Unis pendant la guerre de Sécession, il assiste son père pour la construction du pont de Brooklyn, l’un des plus ambitieux projets d’architecture de l'époque. Quand son père meurt du tétanos, il prend la direction du chantier.
Très investi dans les travaux, il descend régulièrement dans les piliers de fondation et contracte le mal des caissons, mal qui lui infligera définitivement de lourds handicaps. Il souffre tant qu'il doit garder le lit. Il surveille alors le chantier depuis sa chambre avec des jumelles. Sa femme, Emily Warren Roebling, prend alors le relais et assure la liaison entre lui et les ouvriers. Elle sera d'ailleurs la première personne à traverser le pont.
Long de 1 825 mètres, le pont est ouvert à la circulation le , après 14 ans de travaux.
