A megerősíteni kívánt vasszerkezet átépítésénél arra is ügyelni kellett, hogy a híd képe a művelet során lehetőleg ne változzon meg. Ezen okból kifolyólag az új szerkezetet a régihez hasonló alakúra tervezték, a pilléreket és a hídfők látható részeit nem módosították. A szénacélból készült új láncok keresztmetszetét az eredeti másfélszeresére növelték, a lánclemezek magassága 26-ról 36 centiméterre, a lemezkötegek vastagsága pedig 60-ról 70 centiméterre növekedett. Az egyes lánctagok (összesen 2460 t) hossza a réginek kb. kétszerese lett, ezáltal a függesztőrudak egymástól való távolsága 1,8-ról 3,6 méterre nőtt. A híd merevségét növelő szélrácsok (1162 t) és merevítőtartók anyaga szintén szénacélból készült. Utóbbiakat a gyalogjárók és a kocsipálya között helyezték el, a fa rácstartók helyére. A pillérek tetején található láncnyergeket is kicserélték és helyükre a pilléreknek kizárólag függőleges irányú erőket átadni képes acélsarukat építettek.

Ily módon a pillérek alatti talaj-igénybevételt – a nagyobb terhelőerő ellenére is – sikerült felére csökkenteni. Hogy a láncok megnövekedett húzóerejét a hídfők képesek legyenek felvenni, a lehorgonyzó faltömböket kétoldalt öt-ötezer köbméteres betontömbök hozzáépítésével erősítették meg. Ezek a tömbök a hídfők alapjainál 3-5 méterrel mélyebb keszonalapozással készültek, és egyben zárógátként is funkcionáltak, védelmük segítségével emelték ki a földet és építették meg a betontest többi részét. Ezek a változtatások, mivel a bekötő fogazással együtt az úttest szintje alatt készültek, a felszínen nem észrevehetőek.

A konzolok által tartott, pilléreken lévő járdákat vasbetonlemezes szerkezetűre építették át, azonban esztétikai okokból kifolyólag a régi konzolokat a helyükön hagyták. A budai pillér sérülését is kijavították, melyet a szabadságharc idején ágyúgolyó becsapódása okozott. A pályaszerkezetre, amely a kocsipálya és a járdák alatti hossztartókra helyezett zórés-vasakból állt (a görög nagy omega betűhöz hasonlító keresztmetszetű különleges teherbíró vaslemez), bitumenbeton, majd burkolat került. A kocsipályát a hídtengelyre merőleges sorokban lerakott fakockák, a járdákat pedig kétrétegű öntött aszfalt burkolta.

A hidat a forgalom elől 1914. február 3-án zárták le, ekkor kezdődött meg a vasszerkezet bontása. A munkát állványhídról végezték, a hajózás számára csupán 48 méteres nyílást hagytak. A bontás előtt a láncok feszültségmentessé tétele a híd 26 cm-es megemelésével történt. A bontási munkálatok még az év nyara előtt befejeződtek; ősszel már az új láncok szerelése folyt, az állványhidat pedig el lehetett bontani a jégzajlás megindulása előtt.

1914. június 30-án baleset történt: a Margit-szigetről egy csónakház elszabadult, nekisodródott a budai nyílás állványhídjának, és azt áttörve egészen Budafokig vitte. Az állványhídon lévő 74 darab előkészített lánclemez a vízbe esett, nagy részük elveszett, csupán 15-öt sikerült megtalálni és kiemelni. Az acélszerkezetű tartókat és a pályaszerkezetet a következő évben szerelték, ehhez már csak úszó- és függőállványokat használtak. 1915. november 27-én, a burkolatok lefektetése után adták át a hidat a forgalomnak, bár a gyalogosok már korábban is átjárhattak rajta. Ekkortól nevezték a Lánchidat Széchenyi lánchídnak.

A híd átépítésének terveit Kherndl Antal műegyetemi tanár statikai számításai és vizsgálatai alapján Gállik István és Beke József készítette. A bontási és alépítményi munkákat Zsigmondy Béla vállalkozó kivitelezte. A híd felszerkezetének átépítési munkálatait Jurkinyi Jenő és Strauch Emil vezetésével a Magyar Királyi Államvasutak Gépgyára végezte: a szénacél lánctagok a gépgyár diósgyőri, a merevítőtartó vasszerkezetei pedig a budapesti gyárában készültek. A hídba beépített folytvas és Martin-acél össztömege 5194 tonna volt.