Theo quy hoạch được duyệt, phân khu đô thị sông Hồng có chiều dài 40km, trải dài từ cầu Hồng Hà đến cầu Mễ Sở, thuộc địa giới hành chính của 55 phường, xã thuộc 13 quận, huyện gồm: Hoàn Kiếm, Ba Đình, Tây Hồ, Bắc Từ Liêm, Hai Bà Trưng, Hoàng Mai, Long Biên, Đan Phượng, Mê Linh, Đông Anh, Gia Lâm, Thường Tín và Thanh Trì.
Phân khu quy hoạch có diện tích khoảng gần 11.000ha, trong đó, sông Hồng chiếm 3.600ha (33%), đất bãi sông trên 5.400ha (50%), phần diện tích còn lại là khu vực đã xây dựng gồm các khu làng xóm có lịch sử hình thành và phát triển lâu đời như xã Bát Tràng, Văn Khê, Tráng Việt; các khu phố ngoài đê như Quảng An, Tứ Liên, Yên Phụ, Phúc Xá... Ngoài ra, còn có đất các công trình hạ tầng xã hội (công cộng, trường học), các công trình hạ tầng kỹ thuật, đất an ninh quốc phòng, công nghiệp (kho bãi, bến cảng).
Dự báo quy mô dân số tối đa tại khu vực này đến năm 2030 vào khoảng 300.000 người. Trong đó, dân số hiện có giữ lại cải tạo chỉnh trang là 215.000 người, dân số đất nhóm nhà ở mới là 85.000 người.
Theo quy hoạch, sẽ phân đoạn quản lý phát triển gồm 3 phân đoạn chính. Cụ thể: Từ cầu Hồng Hà tới cầu Thăng Long (đoạn R1-R2): Là khu vực phát triển không gian sinh thái, bảo tồn tính tự nhiên trên cơ sở các làng xóm ven đô được dần đô thị hóa và đất bãi, đất nông nghiệp (trồng rau, hoa màu, cây cảnh...) của các huyện Mê Linh, Đông Anh, Đan Phượng, quận Bắc Từ Liêm. Khu vực này được định hướng phát triển công viên chuyên đề với mô hình trang trại sinh thái và nông nghiệp đô thị phục vụ du lịch và các khu vực đa chức năng gắn với các hoạt động thương mại, dịch vụ, vận chuyển (cụm cảng Chèm).
Từ cầu Thăng Long đến cầu Thanh Trì (đoạn R3-R4): Là khu vực trung tâm của phân khu đô thị sông Hồng, với phía Bắc gồm các khu vực làng xóm đô thị hóa thuộc huyện Đông Anh, quận Long Biên và khu vực đất bãi được nghiên cứu xây dựng, phía Nam thuộc các quận nội đô như Tây Hồ, Ba Đình, Hoàn Kiếm, Hai Bà Trưng, Hoàng Mai gồm đất ở đô thị với mật độ rất cao, đất bãi và khu vực bãi giữa. Khu vực này được định hướng là khu vực đa chức năng, với các công trình công cộng văn hóa, thương mại dịch vụ và các không gian cảnh quan thúc đẩy tiện nghi giải trí của đô thị ở khu vực bãi giữa, trục không gian lịch sử liên kết khu vực Hồ Tây - Cổ Loa.
Từ Cầu Thanh Trì đến Cầu Mễ Sở (đoạn R5): Là không gian sinh thái trọng tâm của phân khu đô thị sông Hồng, với các khu vực nông nghiệp trồng rau màu, cây cảnh, các khu vực nuôi trồng thủy sản cùng các làng nông nghiệp truyền thống và các công trình di tích lịch sử, khu vực này được định hướng bảo tồn và khôi phục các giá trị tự nhiên và vắn hóa phục vụ du lịch và phát triển các khu vực đa chức năng gắn với các hoạt động thương mại, dịch vụ, vận chuyển (cảng Thanh Trì, Bát Tràng), làng nghề Bát Tràng.
Trong quy hoạch phân khu lần này, Hà Nội đã nghiên cứu quy hoạch 8 bãi sông Hồng. Trong đó, 6 khu vực được nghiên cứu xây dựng mới với tỷ lệ 5% (khoảng 1.590ha) gồm: Thượng Cát - Liên Mạc, Hoàng Mai - Thanh Trì, Chu Phan - Tráng Việt, Đông Dư - Bát Tràng, Kim Lan - Văn Đức. Riêng khu vực Tàm Xá - Xuân Canh được nghiên cứu xây dựng mới với tỷ lệ 15% (khoảng 408ha).
Hiện đất các bãi sông này đa dạng về loại hình, có đất trống chưa sử dụng và đất trồng rau màu, hoa, cây cảnh. Những bãi sông này được đề xuất xây dựng các khu chức năng đô thị hiện đại, đồng bộ về hạ tầng xã hội, hạ tầng kỹ thuật, có mật độ xây dựng thấp phù hợp với định hướng là trục không gian đặc trưng cây xanh, mặt nước, cảnh quan chủ đạo của đô thị trung tâm.
Về giao thông trong khu vực quy hoạch, đối với đường bộ, sẽ xây dựng mới hai tuyến trục chính đô thị dọc sông Hồng. Cụ thể, trục bờ hữu Hồng từ cầu Hồng Hà tới cầu Thanh Trì quy hoạch với quy mô mặt cắt ngang với tối thiểu 4 làn cơ giới và 2 - 4 làn hỗn hợp. Trục bờ tả Hồng từ Cầu Thượng Cát - đê Tả Hồng - cầu Vĩnh Tuy - cầu Thanh Trì quy hoạch với quy mô mặt cắt rộng 40 - 60m (6 - 10 làn xe).
Các tuyến đê đoạn qua khu vực nội đô (đường Âu Cơ, Nghi Tàm, Yên Phụ, Trần Nhật Duật, Trần Quang Khải, Trần Khánh Dư, Nguyễn Khoái) cấp hạng là đường liên khu vực quy mô 4 - 10 làn xe. Các tuyến đường chính đô thị, liên khu vực khác có bề rộng quy mô 40 - 50m (6 - 8 làn xe).
Các tuyến đường chính khu vực xây dựng trên cơ sở nâng cấp các đoạn tuyến đê hiện có như đê tả Hồng, đê hữu Hồng đoạn Liên Mạc - Thượng Cát, đoạn phía nam cầu Thanh Trì được xác định có quy mô 4 - 6 làn xe (bao gồm cả đường gom chân đê).
Các tuyến đường chính khu vực, đường khu vực xây dựng mới có quy mô bề rộng mặt cắt ngang 17 - 30m, 2 - 4 làn xe. Một số đoạn tuyến đi qua khu vực dân cư hiện có và đoạn đi giáp mép sông có thể nghiên cứu thu hẹp cục bộ hè (nhưng vẫn đảm bảo đủ số làn xe trên tuyến) để hạn chế giải phóng mặt bằng.
Đặc biệt, đồ án xác định, xây dựng mới 6 cầu đường bộ qua sông Hồng gồm cầu Hồng Hà và cầu Mễ Sở trên đường vành đai 4 (quy mô 6 làn xe cao tốc, 2 làn hỗn hợp); Cầu Thượng Cát và cầu Ngọc Hồi trên đường vành đai 3,5 (quy mô 6 làn cơ giới 2 làn hỗn hợp); Cầu Tứ Liên kết nối các tuyến đường trục chính đô thị dọc hành lang 2 bên sông Hồng (quy mô 6 làn cơ giới 2 làn hỗn hợp); Cầu Trần Hưng Đạo kết nối đường Trần Hưng Đạo sang khu vực quận Long Biên (quy mô 6 làn cơ giới 2 làn hỗn hợp).
Ngoài ra, xây dựng bổ sung giai đoạn 2 của cầu Vĩnh Tuy và nghiên cứu bổ sung, mở rộng cầu Thăng Long và cầu Bắc Cầu qua sông Đuống trên tuyến đường trục chính đô thị dọc sông Hồng. Tại các cầu cho phép bố trí kết hợp hệ thống hạ tầng đường dây, đường ống hạ tầng kỹ thuật qua sông theo quy hoạch.
