Theo quy hoạch, phân khu đô thị sông Hồng có chiều dài 40km, kéo dài từ cầu Hồng Hà đến cầu Mễ Sở, thuộc địa giới hành chính của 55 phường, xã thuộc 13 quận, huyện: Hoàn Kiếm, Ba Đình, Tây Hồ, Bắc Từ Liêm, Hai Bà Trưng, Hoàng Mai, Long Biên, Đan Phượng, Mê Linh, Đông Anh, Gia Lâm, Thường Tín và Thanh Trì.
Về định hướng quy hoạch, phân khu đô thị sông Hồng có chức năng chính là không gian thoát lũ sông Hồng đoạn qua khu vực đô thị trung tâm được xác định tại Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tầm nhìn đến năm 2050.
Quy hoạch trong không gian thoát lũ từ đê cấp 1 tới đê cấp đặc biệt hiện có dựa trên nguyên tắc: Không nâng cao các tuyến đê bối hiện có, không xây dựng đê bối mới; không thu hẹp không gian thoát lũ, không đề xuất giải pháp đê mới trong đê cũ; không làm thay đổi mục tiêu và tiêu chuẩn phòng, chống lũ của hệ thống sông đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 257/QĐ-TTg ngày 18/2/2016.
Đồng thời, khu vực này cũng được quy hoạch là trục không gian đặc trưng cây xanh mặt nước, văn hóa, lịch sử, cảnh quan chủ đạo của đô thị trung tâm, với chức năng chính là công trình công cộng, công viên cây xanh, văn hóa, dịch vụ du lịch, giải trí biểu tượng của Thủ đô.
Quy hoạch cũng hình thành trục không gian văn hóa-cảnh quan sinh thái hồ Tây-Cổ Loa; cải tạo chỉnh trang, tái thiết hệ thống dân cư hiện hữu được tồn tại, bảo vệ theo Quy hoạch phòng, chống lũ và quy hoạch đê điều hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình; bảo tồn các công trình di tích, kiến trúc có giá trị lịch sử, kết hợp khai thác quỹ đất phát triển mới, tạo lập diện mạo đô thị hai bên sông Hồng.
Phân khu quy hoạch có diện tích gần 11.000ha, trong đó, sông Hồng chiếm 3.600ha, đất bãi sông trên 5.400ha. Phần diện tích còn lại là khu vực đã xây dựng gồm các khu làng xóm có lịch sử hình thành và phát triển lâu đời như các xã Bát Tràng, Văn Khê, Tráng Việt; các khu phố ngoài đê như Quảng An, Tứ Liên, Yên Phụ, Phúc Xá...
Ngoài ra, còn có đất các công trình hạ tầng xã hội, các công trình hạ tầng kỹ thuật... Quy mô dân số tối đa đến năm 2030 khoảng 300.000 người; trong đó, dân số hiện có trong khu vực giữ lại cải tạo chỉnh trang là 215.000 người, dân số đất nhóm nhà ở mới là 85.000 người.
Trong quy hoạch này, có 6 khu vực bãi sông được nghiên cứu xây dựng mới với tỷ lệ 5%, tương đương khoảng 1.590ha, gồm: Thượng Cát-Liên Mạc, Hoàng Mai-Thanh Trì, Chu Phan-Tráng Việt, Đông Dư-Bát Tràng, Kim Lan-Văn Đức. Riêng khu vực Tàm Xá-Xuân Canh, diện tích hơn 400ha được nghiên cứu xây dựng mới với tỷ lệ 15%.
Về giao thông, đối với đường bộ, sẽ xây dựng mới 2 tuyến trục chính đô thị dọc sông Hồng. Các tuyến đê đoạn qua khu vực nội đô xây dựng đường liên khu vực quy mô từ 4 đến 10 làn xe. Các tuyến đường chính đô thị, liên khu vực khác có bề rộng quy mô từ 6 đến 8 làn xe.
Đặc biệt, đồ án xác định xây dựng mới 6 cầu đường bộ qua sông Hồng gồm: Cầu Hồng Hà, cầu Mễ Sở trên đường vành đai 4, cầu Thượng Cát, cầu Ngọc Hồi trên đường vành đai 3,5, cầu Tứ Liên và cầu Trần Hưng Đạo.
