Dự án nhằm cải thiện điều kiện khai thác, đảm bảo an toàn giao thông, kết nối hai bờ sông Hồng; tạo điều kiện phát triển kinh tế - xã hội, an ninh - quốc phòng quận Hai Bà Trưng, quận Long Biên nói riêng và Thủ đô Hà Nội nói chung; tạo tiền đề cho việc hình thành chuỗi đô thị phía Bắc Thủ đô; từng bước hoàn thiện hệ thống hạ tầng giao thông của Thủ đô theo quy hoạch.
Về quy mô đầu tư, hoàn thiện toàn bộ mặt cắt (thêm một cây cầu nữa) với quy mô và hình dáng giống như cây cầu giai đoạn 1 (tim cầu giai đoạn 2 nằm song song và cách tim cầu giai đoạn 1 về phía hạ lưu sông Hồng 21,25m.
Cụ thể, cầu được thiết kế vĩnh cửu bê tông cốt thép và bê tông cốt thép dự ứng lực; điểm đầu dự án giao với đường Trần Quang Khải - Nguyễn Khoái - Minh Khai quận Hai Bà Trưng, điểm cuối giao với đường Long Biên - Thạch Bàn thuộc quận Long Biên; tổng chiều dài cầu và đường dẫn khoảng 3.504 m; chiều cao thông thuyền 10m; bề rộng thông thuyền 80m; mặt cắt ngang cầu 19,25 m (bao gồm: 4 làn xe; trong đó có 2 làn xe cơ giới, 1 làn xe buýt, 1 làn tổng hợp và dải đi bộ).
