Cụ thể, thành phố Hà Nội thống nhất phương án kiến trúc 3 (phương án dầm - vòm thép kết hợp) được Bộ GTVT kiến nghị chọn. Các thiết kế phải đảm bảo kết cấu dầm, vòm dạng thanh thoát, nhẹ nhàng, chiều cao thấp để hạn chế che chắn tầm nhìn từ phía thượng lưu đối với cầu Long Biên hiện có.

Định vị mố, trụ cầu đảm bảo tương thích đồng nhất với cầu Long Biên; Chiều cao thông thủy đảm bảo tĩnh không thông thuyền theo quy định đối với sông Hồng và phù hơp với quy hoạch các cầu qua sông (phía thượng lưu là các cầu Thăng Long, Nhật Tân, phía hạ lưu là cầu Vĩnh Tuy, cầu Thanh Trì) để đảm bảo khai thác hiệu quả vận tải thủy. Nghiên cứu các giải pháp về màu sắc, vật liệu, chiếu sáng trang trí cầu.

Về thiết kế kiến trúc cầu cạn đường dẫn 2 đầu cầu, cần nghiên cứu áp dụng kết cấu công nghệ hiện đại, thanh mảnh nhẹ nhàng, hạn chế tối đa chiều cao dầm cầu cạn. Thành phố Hà Nội đặc biệt yêu cầu bổ sung nghiên cứu giải pháp chống ồn khi thi công cầu qua Khu phố cổ đảm bảo giảm thiểu ảnh hưởng đến khu vực dân cư dọc hai bên tuyến.

Ngoài ra, để phương án trở nên tối ưu, thành phố Hà Nội cũng đề nghị Bộ GTVT chỉ đạo đơn vị tư vấn tiếp tục nghiên cứu bổ sung, hoàn thiện, đảm bảo sự hài hòa, phù hợp về kiến trúc với cảnh quan của sông Hồng và khu vực phố cổ; đặc biệt là sự hài hòa giữa bảo tồn, phát huy giá trị lịch sử, văn hóa của cầu Long Biên và các công trình hiện có với thiết kế hiện đại của cây cầu mới.

Cầu đường sắt vượt sông Hồng là công trình giao thông có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trên địa bàn Thành phố, thuộc tuyến đường sắt Quốc gia và đường sắt đô thị Hà Nội (tuyến số 1). Vị trí cầu cách cầu Long Biên hiện có 75m về phía thượng lưu đã được Thủ tướng Chính phủ đồng ý về nguyên tắc tại công văn số 100/TTg-KTN ngày 09/11/2015, hiện đã được cập nhật thống nhất vào đồ án Quy hoạch Giao thông vận tải Thủ đô đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 519/QĐ-TTg ngày 31/3/2016.