Phạm vi quy hoạch thuộc địa bàn các phường Tây Hồ, Ngọc Hà, Giảng Võ, Láng, Yên Hòa, Từ Liêm, Đại Mỗ, Tây Mỗ, Xuân Phương và các xã Sơn Đồng, Dương Hòa, An Khánh, Quốc Oai, Kiều Phú, Tây Phương, Hạ Bằng, Yên Xuân, Hòa Lạc, thành phố Hà Nội.
Tuyến chính của đường sắt đô thị số 5 có điểm đầu tại ngã tư Văn Cao-Hoàng Hoa Thám và kết thúc tại ga Thạch Bình (xã Hòa Lạc), tổng chiều dài khoảng 39,6km. Ngoài ra, dự án còn có 2 nhánh kết nối vào depot số 1, tại xã Sơn Đồng, Dương Hòa và depot số 2 tại xã Hòa Lạc. Tổng chiều dài các nhánh khoảng 4,8km.
Toàn tuyến gồm 20 nhà ga, trong đó có 6 ga ngầm, 3 ga trên cao, và 11 ga mặt đất. Các ga chủ yếu được bố trí dọc theo trục đại lộ Thăng Long và cao tốc Hòa Lạc-Hòa Bình.
Đặc biệt, nhiều nhà ga sẽ có kết nối trực tiếp với các tuyến đường sắt đô thị khác, như các tuyến số 2, 3, 4, 6, 7, 8 và Monorail M2, tạo mạng lưới giao thông liên hoàn.
Theo thiết kế, tuyến đường sắt đô thị số 5 có cấu trúc hỗn hợp: Đoạn ngầm kéo dài từ Văn Cao qua Liễu Giai, Nguyễn Chí Thanh đến Trần Duy Hưng. Đoạn mặt đất và trên cao bắt đầu từ sau Trung tâm Hội nghị quốc gia, tiếp tục men theo đại lộ Thăng Long đến điểm cuối tại Hòa Lạc.
Dự án bố trí hai khu depot chính.
Depot 1 có diện tích 32ha, phục vụ tuyến số 5 và cả tuyến số 8 (Sơn Đồng-Dương Xá), đồng thời tích hợp xưởng lắp ráp phương tiện đường sắt.
Depot 2 có diện tích 10,4ha, nằm trong quy hoạch khu đô thị Hòa Lạc.
Sở Quy hoạch-Kiến trúc được thành phố giao kiểm tra, xác nhận bản vẽ. Ban Quản lý đường sắt đô thị Hà Nội chủ trì công bố quy hoạch, cắm mốc giới.
Ủy ban nhân dân các phường Tây Hồ, Ngọc Hà, Giảng Võ, Láng, Yên Hòa, Từ Liêm, Đại Mỗ, Tây Mỗ, Xuân Phương và UBND các xã Sơn Đồng, Dương Hòa, An Khánh, Quốc Oai, Kiều Phú, Tây Phương, Hạ Bằng, Yên Xuân, Hòa Lạc quản lý mốc giới, đất đai theo quy hoạch.
