Theo đó, dự án có quy mô đầu tư với chiều dài 21,7km, mặt cắt ngang tuyến đường sau cải tạo là 50-60m.
Trên tuyến có bảy cầu đường bộ và một cống hộp (cống Tuân). Bảy cầu gồm: Mai Lĩnh, Đồng Trữ, Tân Thượng, Quán Lát, Xuân Mai, Sông Bùi và Năm Lu.
Dự án có bốn nút giao chính, trong đó các nút giao khác mức (nơi có hai hoặc nhiều tuyến đường giao nhau nằm ở cao độ khác nhau) với quốc lộ 21A, đường trục Bắc Nam và Vành đai 4 sẽ thực hiện theo các dự án riêng.
Trước mắt, khi các nút giao khác mức chưa được đầu tư xây dựng thì đoạn tuyến qua khu vực này được thiết kế theo quy mô mặt cắt ngang phù hợp với chỉ giới đường đỏ, bảo đảm tầm nhìn tối thiểu an toàn. Riêng nút giao Ba La (giao với quốc lộ 21B) thiết kế giao bằng, có đèn tín hiệu và vạch sơn dẫn hướng.
Theo quyết định phê duyệt, dự án có tổng mức đầu tư hơn 8.100 tỷ đồng từ nguồn vốn ngân sách thành phố Hà Nội và vốn ngân sách Trung ương hỗ trợ.
Dự án Cải tạo, nâng cấp Quốc lộ 6 đoạn Ba La - Xuân Mai trước đây dự kiến đầu tư theo hình thức hợp đồng BT (Xây dựng - Chuyển giao) được UBND TP Hà Nội chấp thuận cho Tổng công ty Sông Đà nghiên cứu lập, hoàn chỉnh đề xuất vào từ tháng 12/2009 với tổng mức đầu tư hơn 8.800 tỷ đồng.
Thời điểm đầu, quỹ đất đối ứng dự án này lên đến 441,26ha, trải dài trên địa bàn các quận, huyện: Hà Đông, Chương Mỹ, Cầu Giấy, Tây Hồ, Hoàng Mai, Bắc Từ Liêm, Nam Từ Liêm, Đông Anh, Ba Vì, Mê Linh.
Sau đó, Tổng Công ty Sông Đà đã chọn đối tác là Tập đoàn Lã Vọng để thực hiện. Tuy nhiên mới đây, UBND TP Hà Nội đã yêu cầu dừng thực hiện dự án này theo hình thức hợp đồng BT.