Cụ thể, bốn hầm vượt sẽ xây dựng tại đoạn qua các nút giao thông như Thanh Xuân, Lê Văn Lương - Khuất Duy Tiến, bùng binh Big C. Tại nút giao thông Thanh Xuân, cùng với đường trên cao vành đai 3 và đường sắt đô thị Cát Linh - Hà Đông đang xây dựng, với việc có thêm hầm vượt thì nút giao thông này sẽ có 3 tuyến đường vượt khác. Riêng nút giao thông Mai Dịch, do tại đây đang tồn tại một cầu vượt vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép nên đường trên cao khi đi đến đây đang được chủ đầu tư thiết kế đi tránh hoặc đi ngầm.
Trước đó, Ban Quản lý dự án Thăng Long đã trình Bộ GTVT khoản kinh phí 6.000 tỷ đồng để đầu tư xây dựng 6km cầu cạn Mai Dịch - Nam Thăng Long thuộc đường vành đai 3 Hà Nội. Nguồn vốn đầu tư dự án sử dụng vốn vay hỗ trợ phát triển chính thức (ODA) từ cơ quan Hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA) và vốn đối ứng trong nước