Theo đó, đường Vành đai 5 sẽ đi qua địa giới hành chính của 36 quận huyện, thành phố trực thuộc 8 tỉnh thành (Hà Nội, Hòa Bình, Hà Nam, Thái Bình, Hải Dương, Bắc Giang, Thái Nguyên và Vĩnh Phúc).
Trong đó, đoạn qua thành phố Hà Nội dài khoảng 48km, từ cầu Vĩnh Thịnh nhập vào đi trùng đường Hồ Chí Minh khoảng 21,5km, giao với cao tốc Hòa Lạc - Hòa Bình tại Yên Bình, Thạch Thất, tuyến đi về phía Nam sang địa phận Hòa Bình, đến khu vực chợ Bến rẽ theo hướng Đông vượt sông Đáy sang tỉnh Hà Nam.
Đoạn qua tỉnh Hòa Bình 35,4km; qua tỉnh Hà Nam 35,3km; qua tỉnh Thái Bình 28,5km; qua tỉnh Hải Dương 52,7km; qua tỉnh Bắc Giang 51,3km; qua tỉnh Thái Nguyên 28,9km, qua địa phận tỉnh Vĩnh Phúc 51,5km.
Tổng chiều dài toàn tuyến khoảng 331,5km, không bao gồm khoảng 41km đi trùng các đường cao tốc Nội Bài - Hạ Long, Hà Nội - Thái Nguyê, Nội Bài - Lào Cai và Quốc lộ 3.
Đường Vành đai 5 chính tuyến có đường gom, đường song hành quy mô 4-6 làn xe, bề rộng nền đường tối thiểu 25,5-33m cho các đoạn Sơn Tây - Phủ Lý và Phủ Lý - Bắc Giang. Tiêu chuẩn đường ô tô cấp II có quy mô 4-6 làn xe, bề rộng nền đường tối thiểu 22,5-32,5m cho các đoạn Bắc Giang - Thái Nguyên và đoạn Thái Nguyên - Vĩnh Phúc - Sơn Tây.
Tổng chiều dài toàn tuyến đường Vành đai 5 khoảng 331,5 km (không bao gồm khoảng 41 km đi trùng các đường cao tốc Nội Bài - Hạ Long, Hà Nội - Thái Nguyên, Nội Bài - Lào Cai và quốc lộ 3).
Song song với xây dựng tuyến đường, Thủ tướng cũng phê duyệt xây dựng 25 nút liên thông và các cầu vượt trực thông, 2 vị trí hầm tại khu vực núi Voi và núi Bé thuộc Hương Sơn, Hòa Bình và 17 cầu lớn, 42 cầu trung và 45 cầu nhỏ trên toàn tuyến, trong đó có 2 cầu đặc biệt lớn vượt sông Hồng đang được triển khai theo dự án khác là cầu Thái Hà (2,1km) và cầu Vĩnh Thịnh (4,4km).
Dự kiến tuyến đường sẽ dử dụng 1.532ha đất trong đó Hà Nội khoảng 260ha, Hòa Bình 192ha, Hà Nam 152ha, Thái Bình 169ha, Hải Dương 290ha, Bắc Giang 238ha, Thái Nguyên 117ha và Vĩnh Phúc khoảng 114ha.
Đường Vành đai 5 có số vốn đầu tư khoảng 85.561 tỷ đồng, tính theo giá năm 2013, trong đó giai đoạn trước 2020 là 19.760 tỷ đồng, giai đoạn 2020 - 2030 khoảng 32.175 tỷ đồng và giai đoạn sau 2030 khoảng 33.626 tỷ đồng.
