Theo thiết kế, cầu Vĩnh Thịnh bắc qua sông Hồng nối thị xã Sơn Tây (Hà Nội) với huyện Vĩnh Tường (Vĩnh Phúc) có tổng chiều dài 5.487m, trong đó phần cầu dài 4.480m. Với chiều dài này, đây sẽ là cây cầu bê tông cốt thép và bê tông cốt thép dự ứng lực dài nhất vượt sông Hồng được xây dựng từ trước tới nay.
Ngoài ra, cầu Vĩnh Thịnh với vị trí xây dựng trên tuyến vành đai tập trung chuỗi các khu công nghệ cao, các khu công nghiệp, du lịch, dân cư… sẽ góp phần quan trọng cho việc giải tỏa lượng lượng xe cộ quá cảnh qua trung tâm TP Hà Nội trên các trục đường hướng tâm như: quốc lộ 1, 2, 3, 6, 32...
Dự án cầu Vĩnh Thịnh được xây dựng bằng nguồn vốn viện trợ phát triển của Chính phủ Hàn Quốc và vốn đối ứng Việt Nam. Tổng mức đầu tư của dự án là 137 triệu USD, trong đó vốn vay của Chính phủ Hàn Quốc là 100 triệu USD và vốn đối ứng của Việt Nam trị giá 37 triệu USD.
Mặt cầu có bề rộng 16,5m, gồm 4 làn xe ô tô với tốc độ thiết kế 80km/h và có thể chống được động đất cấp 8.
Đại diện chủ đầu tư là Ban QLDA Thăng Long cam kết, cầu Vĩnh Thịnh sẽ được đẩy nhanh tiến độ thi công để hoàn thành sớm, đảm bảo chất lượng và tính mỹ thuật cao. Theo kế hoạch, cầu sẽ hoàn thành đưa vào sử dụng vào tháng 12-2014.