Ðể thực hiện mục tiêu nêu trên, thành phố tập trung đầu tư các công trình hạ tầng thoát nước. Cụ thể, cuối năm 2014 sẽ hoàn thành Dự án thoát nước nhằm cải thiện môi trường Hà Nội giai đoạn 2, bảo đảm khắc phục tình trạng úng ngập khu vực các quận nội thành, khi có mưa cường độ 310mm/2ngày. Tập trung thực hiện các dự án, công trình chủ yếu như sau: cải tạo 20 hồ điều hòa trong nội thành, bàn giao đưa vào vận hành các thiết bị nạo vét hệ thống thoát nước hiện đại, hiệu quả, thay thế 80% nạo vét bằng thủ công. Cải tạo khoảng 26 km kênh, mương. Cải tạo, xây dựng khoảng 25 km cống thoát nước. Xây dựng 11 cầu qua sông và 20 km đường dọc sông. Tại lưu vực sông Nhuệ, thành phố xây dựng và cải tạo ba trạm bơm thoát nước gồm: Cổ Nhuế, Ðồng Bông 1 và Ðồng Bông 2. Triển khai Dự án xây dựng các công trình đầu mối thoát nước mưa gồm trạm bơm, hồ điều hòa và hệ thống kênh dẫn, kênh xả, các trục mương, cống chính dẫn về hồ điều hòa và trạm bơm tại các tiểu lưu vực: Cổ Nhuế, Mỹ Ðình, Mễ Trì, Ba Xã. Tại khu vực quận Hà Ðông, triển khai xây dựng 17 km trên 8 tuyến mương. Tại khu vực Long Biên - Gia Lâm, xây dựng các công trình thoát nước cấp I cho các lưu vực thoát nước gồm: dự án xây dựng tuyến mương nối mương Thượng Thanh-Ô Cách-Ðường 5; dự án xây dựng tuyến mương Việt Hưng-Cầu Bây, cụm hồ điều hòa và trạm bơm Cự Khối; dự án xây dựng tuyến mương Thượng Thanh, hồ điều hòa và trạm bơm Gia Thượng; dự án xây dựng tuyến mương Gia Thụy - Cầu Bây.
Về các công trình xử lý nước thải, thành phố tiếp nhận, bàn giao và đưa vào vận hành Nhà máy xử lý nước thải Yên Sở công suất 200 nghìn m3/ngày-đêm, trong năm 2012. Hoàn thành xây dựng Trạm xử lý nước thải Ðầm Bẩy (Hồ Tây) trong năm 2014. Triển khai giai đoạn I dự án đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải Hà Ðông và Sơn Tây, hoàn thành vào năm 2015. Hoàn thành xây dựng Trạm xử lý nước thải hồ Bảy Mẫu trong năm 2014. Khởi công xây dựng Nhà máy xử lý nước thải Yên Xá, Nhà máy xử lý nước thải Phú Ðô , Nhà máy xử lý nước thải Tây Hồ Tây, đầu tư xây dựng 13 khu vực tập kết bùn, phế thải...