De hoofdaannemer was Samsung C&T uit Zuid-Korea. Zij bouwden ook de Taipei 101 en de Petronas Twin Towers. Andere aannemers die hielpen bij de bouw waren de Belgische groep Besix en Arabtec uit de Verenigde Arabische Emiraten. Turner Construction Company werd gekozen als projectmanager voor de bouw.
De architect, Adrian Smith, vond het eerste ontwerp van het bovenste deel van het gebouw niet goed. Hij voegde 27 nieuwe verdiepingen en een aluminium spits toe aan de top van de plannen. Het ontwerp van Burj Khalifa is gebaseerd op die welke in de islamitische architectuur worden gebruikt. Er wordt gezegd dat Burj Khalifa verschillende andere geplande hoogteverhogingen heeft gehad sinds het voor het eerst werd gebouwd. Het is nog niet bewezen dat dit waar is. De TV/radio communicatiemast werd in 2007 aan de plannen van de toren toegevoegd. Dit was na het begin van de bouwwerkzaamheden in 2006. Ongeveer om de 35 verdiepingen zijn er vluchtnissen met drukcabine en airconditioning. Deze werden in de toren aangebracht in geval van nood of brand.
De ongewone ontwerp- en bouwtechnische problemen bij de bouw van Burj Khalifa zijn in vele televisiedocumentaires getoond. Deze omvatten de series Big, Bigger, Biggest op de zenders National Geographic en Five, en de serie Mega Builders op Discovery Channel.
Het belangrijkste bouwmateriaal van Burj Khalifa is gewapend beton. Er was speciaal beton nodig vanwege de hoge druk van het gewicht van het gebouw en het hete plaatselijke klimaat van de Perzische Golf, waar de temperatuur kan oplopen tot 50 °C (122 °F). Eventuele grote scheuren hadden grote schade aan het gebouw kunnen toebrengen.
De fundering van het gebouw is 15 meter (49 voet) diep. Het werd gebouwd met 192 kolommen die in de grond werden gestoken. Elke kolom had een diameter van 1,5 meter (4 feet 11 inches) en was 43 meter (141 feet) lang. 55.000 ton (121.000.000 pond) stalen wapening werd gebruikt bij de bouw van de toren. De bouw nam 22 miljoen manuren in beslag. Voor de funderingen van de Burj Khalifa werd gebruik gemaakt van beton met een hoge dichtheid en een lage permeabiliteit. Een kathodisch beschermingssysteem wordt gebruikt om eventuele schadelijke effecten van corrosieve chemicaliën in het plaatselijke grondwater te verminderen.
De fontein van Dubai
Buiten de toren werd een fonteinsysteem gebouwd. Het werd ontworpen door WET Design uit Californië. Zij bouwden en ontwierpen de fonteinen in het Bellagio Hotel Lake in Las Vegas. De fontein kostte 800 miljoen UAEd. Hij wordt verlicht door 6.600 lampen en 50 gekleurde projectoren. De fontein is 84 meter (275 voet) lang. Hij schiet het water 46 meter (150 voet) de lucht in op de klanken van klassieke en moderne Arabische en wereldmuziek. Op 26 oktober 2008 kreeg de fontein de naam Dubai Fountain.
Vertragingen en late bouwwerkzaamheden
Emaar Properties zei op 9 juni 2008 dat de bouw van Burj Khalifa vertraging opliep door wijzigingen in de afwerking. Een ambtenaar van Emaar zei dat de luxueuze afwerkingen waartoe in 2004 was besloten, toen de toren voor het eerst werd gepland, werden vervangen door betere afwerkingen. Ook het ontwerp van de appartementen werd verbeterd. Dit werd gedaan om ze er zowel beter uit te laten zien als beter te laten werken. Er waren problemen met de marmeren versieringen, de vloeren, het sanitaire systeem van de bovenste verdiepingen, gebroken glaswerk en een slecht gemaakte muurschildering van de sultan van Oman. Een nieuwe einddatum, 2 december 2009, werd toen gegeven. Burj Khalifa werd geopend op 4 januari 2010.
Werknemersgeschillen en stakingen.
Burj Khalifa werd voornamelijk gebouwd door mensen uit Zuid-Azië. Volgens persberichten in 2006 verdienden geschoolde timmerlieden op de bouwplaats 4,34 pond per dag, en arbeiders 2,84 pond. Volgens een onderzoek van de BBC en een rapport van Human Rights Watch leefden de arbeiders in zeer slechte omstandigheden. Vaak werden zij niet betaald voor hun werk. Hun paspoorten werden door hun werkgevers ingenomen. Naar verluidt werkten zij in gevaarlijke omstandigheden die een groot aantal doden en gewonden veroorzaakten. Meerdere malen is bij de autoriteiten aangifte gedaan van het niet betalen van werknemers door bedrijven.
Op 21 maart 2006 protesteerden ongeveer 2.500 werknemers. Ze waren boos over bussen die vertraging opliepen voor het einde van hun dienst. Ze beschadigden auto's, kantoren, computers en bouwmateriaal. Een ambtenaar van het ministerie van Binnenlandse Zaken van Dubai zei dat ze bijna 500.000 pond schade hadden aangericht. De meeste arbeiders die aan de rellen deelnamen, keerden de volgende dag terug maar wilden niet werken.