省深圳市南山区桂湾片区开发单元二听海大道，周边定义为前海的金融产业核心区，车站开通时不少空地已陆绩建设。车站沿听海大道南北向布置，为地下二层岛式车站。该站施工整体地质地貌相当复杂，加之紧邻大海，最近处仅977米，地下水丰富且极不稳定，车站西侧亦紧邻深圳地铁11号线轨道，故该站主要采用盖挖逆筑法施工。车站为地下二层岛式车站。
历史.2015年4月6日，深圳地铁5号线南延段工程桂湾站正式破土动工，是南延段第一项工程。该站由中国电力建设股份有限公司承建。
车站设施