Zaraz po ślubie wyjechał do Cincinnati, aby pomóc ojcu w budowie kolejnego mostu. Konstrukcja była gotowa dwa lata później, a jego ojciec został mianowany głównym inżynierem Mostu Brooklińskiego. Idea budowy mostu była dyskutowana od dawna, wymagała bowiem umieszczenia przeprawy na znacznej wysokości nad rzeką, aby uniknąć blokowania ruchu żaglowców. Konstrukcja mostu Roeblingów opiera się na dwóch pylonach posadowionych w rzece. Aby zbudować trwałe fundamenty Roeblingowie ustalili wykorzystanie drewnianych kesonów. Washington Roebling natychmiast wyjechał do Europy, aby tam nauczyć się tej nowej wówczas techniki. Powrócił do USA w 1868 roku i pomógł ojcu opracować plany mostu.
W 1869 roku jego ojciec doznał wypadku, gdy prom zmiażdżył mu stopę. Kończynę amputowano, ale z powodu powikłań zmarł on dwa tygodnie później, 22 lipca 1869 roku. Washington Roebling został wówczas głównym inżynierem.