Tuyến đường có tổng chiều dài toàn tuyến khoảng 42,47 km, kết nối trực tiếp cao tốc Hà Nội – Thái Nguyên vào khu du lịch Quốc gia Hồ Núi Cốc và khu di tích Quốc gia đặc biệt ATK Định Hóa. Đồng thời liên kết, kết nối các tỉnh Bắc Giang, Thái Nguyên, Vĩnh Phúc, Tuyên Quang thông qua 5 tuyến đường cao tốc: Hà Nội – Bắc Giang; Hà Nội – Thái Nguyên; Hà Nội – Lào Cai; Vành Đai 5 Thủ đô Hà Nội và Tuyên Quang – Phú Thọ.
Cụ thể, đoạn I tuyến kết nối với tỉnh Bắc Giang với chiều dài khoảng 4.05 km điểm đầu nối với đầu cầu Hòa Sơn tại xã Đông Cao, thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên, điểm cuối giao với đường vành đai V vùng thủ đô Hà Nội, thuộc phường Đồng Tiến, thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên.
Đoạn II tuyến chính và 02 tuyến nhánh có chiều dài khoảng 32,5 km điểm đầu tại nút giao Yên Bình thuộc địa phận xã Tân Hương, thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên; điểm cuối giao với đường tỉnh ĐT.261( Đại Từ- Phổ Yên) thuộc địa phận xã Ký Phú, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
Tuyến đường thuộc dự án nhóm A với mức đầu tư 3.781 tỉ đồng được bố trí nguồn vốn cân đối ngân sách tỉnh và ngân sách Trung ương hỗ trợ. Thời gian dự kiến từ 2021 – 2024 tiến hành công tác giải phóng mặt bằng, lựa chọn nhà thầu, triển khai thi công xây dựng, thanh toán khối lượng hoàn thành, dự kiến khánh thành năm 2025.
Dự án xây dựng tuyến đường liên kết, kết nối các tỉnh Thái Nguyên, Bắc Giang và Vĩnh Phúc được kỳ vọng sẽ tạo quỹ đất, kích cầu phát triển kinh tế tại địa phương, đẩy mạnh thu hút đầu tư cho phát triển công nghiệp, đô thị, du lịch, dịch vụ tại các khu vực: Thị xã Phổ Yên, huyện Đại Từ, khu vực Đông Tam Đảo và Khu du lịch Quốc gia Hồ Núi Cốc.
