Dự án BOT có tổng mức đầu tư 3.181,9 tỷ đồng này do Liên danh Nhà đầu tư quan tâm Công ty Cổ phần Việt Xuân Mới, Công ty TNHH Sản xuất thương mại dịch vụ Yên Khánh và Công ty Cổ phần Đầu tư xây lắp dầu khí IMICO (gọi tắt là Liên danh Việt Xuân Mới - Yên Khánh - Dầu khí IMICO).

Ngoài việc hoàn thiện 63,8 km Quốc lộ 3 mới từ Hà Nội – Thái Nguyên đạt tiêu chuẩn đường cao tốc 4 làn xe, vận tốc 120 km/h; Dự án còn dành 873 tỷ đồng để thanh toán nợ đọng xây dựng cơ bản do nguồn vốn thiếu trong quá trình triển khai thực hiện Dự án QL3 mới Hà Nội – Thái Nguyên giai đoạn I.

Dự án có điểm đầu tại Ninh Hiệp (Nút giao với QL1A mới với phía Bắc cầu Phù Đổng), huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội đến điểm cuối nối với điểm đầu của Tuyến tránh Thái Nguyên, phường Tân Lập, Tp. Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên. Tổng chiều dài tuyến khoảng 63,8km.

Đối với đoạn 1 (từ Km0+00-:-Km26+900, Dự ansex  giữ nguyên theo thiết kế hiện trạng với dải dừng xe khẩn cấp rộng 3m, phần xe chạy 2x7,5m và dải an toàn trong 2x0,75m; đoạn 2 (từ Km26+900-:-Km63+800), sẽ tập trung mở rộng làn dừng xe khẩn cấp. Quy mô mặt cắt ngang được thiết kế bằng quy mô  đoạn 1, mở rộng thêm vào phía dải phân cách giữa mỗi bên 2,25m; kết cấu mặt đường mở rộng tương tự như kết cấu mặt đường hiện hữu trước khi thảm tạo nhám Nova chip dày 2cm.

Để hoàn vốn, nhà đầu tư được thu phí các ác phương tiện ôtô tham gia lưu thông trên đường cao tốc Hà Nội - Thái Nguyên, trừ các trường hợp được miễn phí theo quy định với thu phí khởi điểm là 1.500 đồng/PCU.km trong thời gian 21 năm 9 tháng.

Dự kiến, công trình sẽ được khởi công trong quý III/2016, hoàn thành vào quý IV năm 2017 và bắt đầu thu phí từ quý I/2018.

Quốc lộ 3 mới Hà Nội-Thái Nguyên được khởi công từ tháng 11 năm 2009 với tổng chiều dài 63,8km đường đi qua 3 địa phương là Hà Nội, Bắc Ninh, Thái Nguyên trong đó có 18 cầu trên tuyến chính với tổng chiều dài 2,7km, 15 cầu vượt đường ngang.
Quy mô bề rộng nền đường là 34,5m trong đó đoạn Ninh Hiệp-Sóc Sơn dài 26,9km có bề rộng mặt đường là 21m với 4 làn xe chạy và 2 làn xe dừng khẩn cấp, đoạn Sóc Sơn-Thái Nguyên dài gần 37km có bề rộng mặt đường 18m với 4 làn xe chạy.
Tổng mức đầu tư Dự án là 10.000 tỷ đồng, trong đó 6.600 tỷ đồng từ nguồn vay JICA, còn lại là vốn đối ứng trong nước. Tuy nhiên, đến nay một số hạng mục trên tuyến vẫn chưa hoàn thành do các hạng mục thay đổi và tăng chi phí xây lắp so với quyết định duyệt, kinh phí còn thiếu nằm trong hợp đồng xây lắp phải trả nợ cho nhà thầu là khoảng 873,7 tỷ đồng (chưa bao gồm 10% thuế VAT).