wurde mehrmals seine Höhe von ursprünglich geplanten 507 bis zuletzt 601 Meter nach oben korrigiert.
Im Februar 2004 wurde mit den vorbereitenden Arbeiten für das Fundament begonnen. Dazu gehörten umfangreiche Pfahltests, darunter auch ein Belastungstest mit einer Masse von 6000 Tonnen. Ende April 2004 wurde dann mit dem Bau der eigentlichen Pfahlgründung begonnen. Diese wurde im Bereich des Turms Mitte Juli 2004 abgeschlossen. Gebaut wurden die Pfähle von den in Dubai ansässigen Unternehmen Middle East Foundations Group (MEFG) und Bauer Spezialtiefbau als Subunternehmer unter Beaufsichtigung von Turner, Hyder Consulting und Spezialisten von Skidmore, Owings & Merrill (SOM). Gegründet ist das Gebäude auf einer 7.000 Quadratmeter großen, 3,7 Meter dicken Fundamentplatte aus 12.500 Kubikmeter Stahlbeton. Unter der Platte sind 200 Betonpfähle mit je 1,5 Meter Durchmesser und 50 Meter Länge sowie 650 Pfähle mit 0,9 Meter Durchmesser und 36 Meter Länge bis in eine Tiefe von etwa 70 Metern unter dem Meeresspiegel angeordnet. Insgesamt wurden für die Gründung allein 45.000 Kubikmeter Beton mit einer Masse von 110.000 Tonnen verbaut. Am 10. Dezember 2004 fiel die Entscheidung, wer das Projekt realisieren wird. Ein internationales Konsortium unter der Leitung der südkoreanischen Firma Samsung und dem Chicagoer Architektenbüro Skidmore, Owings & Merrill nahm Anfang 2005 die weiterführenden Bauarbeiten auf. Das Gebäude selbst wurde von Adrian Smith, damals noch bei SOM beschäftigt, entworfen. Das Architekturbüro entwarf bereits etliche bekannte Wolkenkratzer wie den Willis Tower in Chicago (1974), den Jin Mao Tower in Shanghai (1998) und das One World Trade Center am Ground Zero.
Die Bauarbeiten fanden im Dreischichtbetrieb mit ständig zirka 2400 Personen rund um die Uhr statt. Wegen der Hitze tagsüber konnte fast nur in der Nacht betoniert werden. Die Baustelle war nachts in gleißendes Kunstlicht getaucht und weithin sichtbar. Etwa alle vier Tage kam ein weiteres Stockwerk hinzu, in den oberen Bereichen sogar alle drei bis vier Tage. Bis einschließlich der 160. Etage in einer Höhe von 601 Meter über Fundament wurde das Gebäude als Stahlbetonkonstruktion, der restliche Teil des Zentralturmes wurde als Stahlkonstruktion ausgeführt. Am 9. November 2007 wurde die Kletterschalung der Betonkonstruktion entfernt. Bauleiter war der neuseeländische Ingenieur Greg Sang.
Am Weihnachtsabend 2006 wurde der Burj Dubai (seit Eröffnung: Burj Khalifa) das höchste Bauwerk Dubais und überholte den 355 Meter hohen Emirates Office Tower. Zum Jahreswechsel 2006/2007 durchbrach der Burj Dubai die 100-Stockwerke-Marke. Im März 2006 geriet die Baustelle in die Schlagzeilen, als etwa 2500 Bauarbeiter, die einen Lohn von lediglich 4 bis 8 US-$ pro Tag erhielten, streikten, um höhere Löhne und bessere Sozialleistungen zu fordern, und dabei Baustellen- und Büroeinrichtungen zerstörten. Nach offiziellen Angaben richteten sie dabei einen Schaden von einer Million US-Dollar an. Weil nur umliegende Gebäude bestreikt wurden, verzögerte sich jedoch nicht auch der Bau des Turmes.
Mitte November 2006 gefährdeten nicht verfügbare Fassadenelemente den streng terminierten Bauablauf. Grund dafür war der Konkurs des mit Lieferung und Montage der Fassade beauftragten Schweizer Herstellers Schmidlin. Die VAE-Joint-Venture-Tochter des Konzerns wurde von einem arabischen Baukonzern übernommen, der nach eigenen Angaben bereits im November 2006 mit der Fertigung der Elemente begonnen hatte. Ab Mitte Mai 2007 wurde mit der Montage der Fassadenelemente begonnen. Bis Anfang Februar 2008 waren 12.000 Fassadenelemente angebracht; etwa 50 Prozent der geplanten Menge. Bis November 2008 wurden etwa 180 Stockwerke damit verkleidet.
Am 30. September 2009 gab der Investor bekannt, dass mit dem letzten Fassadenteil in 632 Metern Höhe die mit Glas und Edelstahl der Güte 1.4404 und dem Muster SM-5WL verkleidete Fassade des Wolkenkratzers vollendet wurde. In rund 28-monatiger Bauzeit wurden insgesamt 24.380 Fassadenteile in 200 unterschiedlichen Größen angebracht. Sie belegen eine Fläche von 132.190 Quadratmetern, dazu kommen 103.000 Quadratmeter Glasflächen. Die Aluminiumfassadenteile allein erreichen das Gewicht von fünf leeren Airbus A380 (ca. 1375 Tonnen), zur Abdichtung der Fassade gegen eindringende Feuchtigkeit und Feinstaub wurden 2052 Kilometer Dichtungen verwendet.
Als Kräne wurden anfangs drei, später noch zwei weitere Nadelauslegerkräne eingesetzt, die im Turmkern verankert und selbstkletternd waren.
Für den Turm und die Flügel wurden 180.000 Kubikmeter Beton verbaut. 165.000 Kubikmeter davon wurden hochgepumpt, zuletzt bis in eine Höhe von 606 Metern. Zum Bau des Burj Khalifa wurde hochfester Beton der Festigkeitsklasse C60 und C80 für die Wände des zentralen Kerns und C50 für die Geschossdecken verwendet. Dieser mit speziellen Chemikalien versehene Transportbeton weist eine dreimal höhere Druckfestigkeit auf als ein Beton mit normaler Festigkeit. Betoniert wurde nur nachts, wegen der hohen Tagestemperaturen bis 50 °C hätte der frische Beton sonst Schaden genommen. Der verarbeitungsfertige flüssige Beton wurde mit Hochleistungsbetonpumpen der Firma Putzmeister auf die jeweilige Arbeitshöhe transportiert. Sie pumpten den Beton mit einem theoretischen Druck von 400 bar und mit 30 Kubikmeter pro Stunde bis zu 606 Meter hoch. Dabei wurde mit zwei Kubikmetern Schlempe angepumpt, die oben gesammelt und mit dem Kran wieder nach unten gebracht wurde. Der Betonbedarf betrug für jeden Abschnitt 100 Kubikmeter für den Gebäudekern und mit der Höhe abnehmend 150 bis 50 Kubikmeter für die Decken. Da die Verweildauer bei den ursprünglich geplanten circa 570 Metern (erreicht ungefähr Ende September 2007, später auf 601 Meter erhöht und zuletzt 606 Meter Pumphöhe) und der DN-150-Pumpleitung bis zu 40 Minuten betrug, der Hochleistungsbeton aber bereits nach 2 Stunden mit dem Aushärten beginnt, musste für den Notfall eine Schnellentleerung, das „Eiserne Schwert“, konstruiert werden. Das Gewicht der gefüllten Förderleitung betrug bis zu 50 Tonnen, davon lastete der Inhalt von 26 Tonnen hydraulisch auf der Betonpumpe. Die Förderleitung wurde an Auflagern gehalten, die an einbetonierten Stahlplatten angeschweißt waren. Die jeweils drei Meter langen Rohre der Pumpleitung wurden mit Deckenhaltern fixiert. Damit waren die Rohre horizontal beweglich, ein horizontales Ausbrechen, also ein Wegknicken, war jedoch verhindert.
Die Baukosten in Höhe von rund 1,5 Milliarden US-Dollar sollten ursprünglich von der königlichen Familie von Dubai allein – ohne jegliches Darlehen – finanziert werden. Von der Finanzkrise war jedoch auch der Investor betroffen, so dass in letzter Minute der zur Eröffnung namensgebende Scheich Chalifa bin Zayid Al Nahyan von Abu Dhabi mit einer „Finanzspritze“ einsprang, um die Fertigstellung des Turms zu sichern. Das Gebäude wurde am 4. Januar 2010 eröffnet.
Chronologie
21. September 2004: Die Bauarbeiten wurden begonnen.
Mai 2007: Der beim Bau verwendete Beton wurde mit 452 Metern höher gepumpt als je zuvor.
21. Juli 2007: Das Bauwerk übertraf die Höhe des 508 Meter hohen Taipei 101.
12. August 2007: Der damals als Burj Dubai bekannte Turm überragte die Antennenspitze des 527 Meter hohen Willis Tower, des bis dahin nach Gesamthöhe höchsten Gebäudes.
12. September 2007: Mit einer Höhe von 555 Metern übertraf der Rohbau den CN Tower als höchstes nicht abgespanntes Bauwerk der Erde.
8. November 2007: Der Stahlbetonkern wurde mit 601 Meter über dem Fundament fertiggestellt.
7. April 2008: Nachdem der Burj Dubai 629 Meter erreichte, wurde er zum höchsten Bauwerk der Erde und löste den KVLY-Mast in North Dakota ab.
September 2008: Die Höhe von 688 Metern wurde überschritten. Das Bauwerk übertraf damit den 1991 eingestürzten Sendemast Radio Warschau (646 Meter) und ist seitdem das höchste je errichtete Bauwerk der Welt.
17. Januar 2009: Die endgültige, offizielle Höhe von 828 Metern wurde erreicht.
Oktober 2009: Emaar Properties gab den Abschluss der Rohbauarbeiten und den Januar 2010 als Eröffnungstermin bekannt.
4. Januar 2010: Einweihung und Benennung nach dem Herrscher
