Tuyến đường dự kiến sẽ kết nối 5 quận, huyện, thị xã bao gồm Tây Hồ, Bắc Từ Liêm, Đan phương, Phúc Thọ, thị xã Sơn Tây.
Dự án tuyến đường Tây Thăng Long là dự án trọng điểm của TP. Hà Nội, được quy hoạch là tuyến đường  trục hướng tâm theo hướng Đông - Tây kết nối đô thị vệ tinh Sơn Tây với khu vực đô thị trung tâm và kết nối 5 quận, huyện, thị xã (Tây Hồ; Bắc Từ Liêm; Đan Phượng; Phúc Thọ, thị xã Sơn Tây).
Theo quy hoạch, đường Tây Thăng Long có chiều dài 33km, rộng 60m, gồm 10 làn xe khi hoàn thành sẽ kết nối với nhiều quận, huyện phía Tây Thủ đô và thúc đẩy tiềm năng bất động sản khu vực này.
Cụ thể, đoạn 1 dài 2,1km từ đường Võ Chí Công đến Phạm Văn Đồng xuyên qua Khu đô thị Tây Hồ Tây. Đoạn 2 dài 3,2km từ Phạm Văn Đồng đến đường Văn Tiến Dũng. Đoạn 3 dài khoảng 3km từ đường Văn Tiến Dũng đến Tây Tựu, Thượng Cát. Đoạn 4 dài 4,9km từ Tây Tựu đến đường Vành đai 4. Đoạn 5 dài 20km từ Vành đai 4 đến thị xã Sơn Tây (đoạn 5).
Cụ thể, điểm đầu của tuyến đường giao với đường Võ Chí Công (đường Vành Đai 2); điểm cuối giao với Quốc lộ 32 khu vực thị xã Sơn Tây; Tổng chiều dài tuyến hơn 33km với 10 làn xe. Trong ảnh là điểm đầu từ đường Võ Chí Công hướng tới đường Vành đai 3.
Hiện đoạn 1 từ đường Võ Chí Công đến Vành đai 3 (Phạm Văn Đồng), có chiều dài trên 2km đã được hoàn thành và đưa vào hoạt động. Tuy nhiên, đoạn này chưa thể kết nối với đoạn 2 do chưa giải phóng được khu dân cư.
>> Hà Nội mở rộng tuyến đường nối với khu biệt thự Tây Hồ 
Tại điểm bắt đầu đoạn 2, đường Tây Thăng Long sẽ phải vượt qua sông Nhuệ.Tuy nhiên, dự án xây cầu chưa được triển khai cho chưa giải phóng được mặt bằng. Người dân đi lại chủ yếu bằng cầu Noi nằm bên cạnh. Hiện các phiến dầm đã được đúc sẵn và bề mặt sông không rộng. Nên nếu có mặt bằng sạch thì dự kiến việc thi công sẽ diễn ra nhanh chóng.
Đoạn 2 được đầu tư khoảng 1.500 tỷ đồng với chiều dài khoảng 3,2km từ Phạm Văn Đồng đến đường Văn Tiến Dũng, dự kiến hoàn thành trong năm 2021. Tuy nhiên, đến năm 2024 con đường vẫn chưa xong. Trong ảnh là đoạn đi qua bờ sông Nhuệ đến Học viện Cảnh sát Nhân dân. Mặt bằng tương đối thuận lợi cho việc thi công, nhưng hiện có ít máy móc, phương tiện tại dự án.
Đoạn 3 từ đường Văn Tiến Dũng đến đường Vành đai 3,5 đã hoàn thành với chiều dài khoảng 3km. Hiện lượng phương tiện lưu thông rất ít, chủ yếu là người dân địa phương.
Còn đoạn 4 và 5 của tuyến đường hiện vẫn chưa được triển khai.
Sau khi cắt đường Tân Hội, đường Tây Thăng Long cũng giao với Vành đai 4 (theo quy hoạch). Tuyến đường  Tây Thăng Long sẽ đi đến bên cạnh khu đô thị The Phoenix Garden và kết thúc tại kênh Đan Đoài.
Quy mô, tiêu chuẩn kỹ thuật tuyến đường trục Tây Thăng Long được phân chia thành 2 đoạn. Đoạn từ Tây Hồ đến Vành đai 4 rộng 60,5m; đoạn từ Vành đai 4 đến Sơn Tây rộng 40m. Trong ảnh là khu vực đường rộng 40m.
Sau khi hoàn thành, tuyến đường Tây Thăng Long có ý nghĩa to lớn trong quá trình phát triển kinh tế, xã hội của các quận huyện ở phía Tây Thủ đô, giúp đồng bộ, đẩy nhanh quá trình đô thị hóa ở các địa phương có tuyến đường đi qua.
>> Tuyến metro số 1 Bến Thành - Suối Tiên sẽ chạy thử vào 30/4 năm nay 
Hà Nội mở rộng tuyến đường nối với khu biệt thự Tây Hồ 
Bình Dương 'mạnh tay' chi hàng nghìn tỷ đồng mở rộng 4 tuyến đường năm 2024