Theo quy hoạch, tuyến đường có chiều dài khoảng 6,7 km, điểm đầu kết nối với nút giao hoa thị giữa Đại lộ Thăng Long với đường Quốc lộ 21, xã Thạch Hòa, huyện Thạch Thất. Điểm cuối kết nối với đường Hòa Lạc - Hòa Bình tại vị trí giao với đường làng Văn Hóa, xã Yên Bình, huyện Thạch Thất, có mặt cắt ngang 120-180m.
Trên tuyến có 4 công trình cầu (vượt sông, đường ngang) và 5 công trình hầm (1 hầm chui trực thông dọc tuyến chính phục vụ thành phần đường cao tốc và 4 hầm chui dân sinh ngang đường). Tổng mức đầu tư của dự án là hơn 5.200 tỉ đồng từ nguồn vốn ngân sách thành phố và trung ương hỗ trợ.
Được biết, Đại lộ Thăng Long hiện hữu có chiều dài khoảng 30km, bắt đầu từ nút giao Trung Hòa - ngã tư giao cắt với đường Vành đai 3 và đường Trần Duy Hưng và kết thúc tại ngã ba giao cắt với Quốc lộ 21.
Dự án hoàn thành đầu tư xây dựng và đưa vào khai thác từ tháng 10/2010 với quy mô 6 làn xe cao tốc và đường song hành hai bên.
Còn đường cao tốc Hòa Lạc - Hòa Bình có chiều dài khoảng 26km, bắt đầu từ điểm tách đường Hòa Lạc - Làng Văn hóa dân tộc Việt Nam và kết tại xã Trung Minh, TP.Hòa Bình. Dự án đã hoàn thành đầu tư và đưa vào khai thác từ tháng 10/2018 với quy mô 2 làn xe cơ giới, vận tốc 80 km/giờ.
Việc đầu tư xây dựng Đại lộ Thăng Long đoạn nối Quốc lộ 21 đến cao tốc Hòa Lạc - Hòa Bình sẽ giúp thông suốt tuyến cao tốc từ Hà Nội đi Hòa Bình.
