Sau 5 năm được Chính phủ quyết định đầu tư xây dựng và đưa vào sử dụng từ năm 2000, đường Láng Hoà Lạc (giai đoạn 1) đã phát huy hiệu quả to lớn, với lưu lượng giao thông tăng nhanh. Nhìn nhận được khả năng và vai trò quan trọng của trục giai thông Láng- Hòa Lạc từ các khía cạnh phát triển, Chính phủ chủ trương cho phép xây dựng đường Láng- Hòa Lạc thành một tuyến đường cao tốc, một đại lộ hiện đại nhất vào thời điểm hiện nay. Toàn tuyến có tổng chiều dài 30km, mặt cắt ngang rộng 140m bao gồm: phần đường cao tốc 6 làn xe cấp tộc độ 120 km/h và hai đường song song hai bên, mỗi đường 2 làn xe cấp tốc độ 60 km/h. Tổng mức đầu tư của dự án là 5.379 tỷ đồng. Thời gian hoàn thành là 30 tháng kể từ ngày khởi công. Điểm đầu của dự án bắt đầu từ nút vành đai 3 thành phố Hà Nội (Km1+800) điểm cuối nút giao Hoà Lạc nối quốc lộ 21 (Km 31 +064).
Sau khi hoàn thành, đại lộ sẽ gồm 3 phần là đường cao tốc, đường gom và các dải lưu không giữa đường cao tốc và đường gom, dải dự trữ giữa hai làn cao tốc. Toàn tuyến dự kiến bố trí 5 nút giao lập thể, có 16 cầu lớn, 7 cầu trung, 35 cầu chui dân sinh và cầu chui ô tô, 2 hầm chui. Cũng theo quy hoạch tuyến đường sắt trên cao sẽ được đặt tại giải lưu không giữa đường cao tốc và đường gom. Ngoài ra còn có các hạng mục công trình khác như tuyến đường điện phục vụ cho các khu đô thị mới được quy hoạch dọc hai bên tuyến.
Dự án sau khi hoàn thành sẽ là tuyến đường cao tốc nối trung tâm Hà Nội với chuỗi đô thị phía Tây và các tuyến thuộc hệ thống trục giao thông vành đai II, vành đai III, vành đai IV của thành phố Hà Nội, đường Hồ Chí Minh (quốc lộ 21 A) và các tỉnh lộ.(VOV)