Dự án được khởi công từ tháng 5/2008, đi qua 4 tỉnh, thành phố gồm Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương và Hải Phòng.
Ngày 26/9/2015, sau khi thông xe thêm 52,5 km (Km 21+500 - Km74+00) từ nút giao QL 39 (Lý Thường Kiệt, huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên) đến nút giao QL10 (thuộc xã Quang Trung, huyện An Lão, thành phố Hải Phòng), cao tốc Hà Nội - Hải Phòng (quốc lộ 5B) đã đưa được 75 km đường vào khai thác.
Sau khi hoàn thành toàn tuyến sẽ rút ngắn thời gian đi lại giữa Hà Nội và Hải Phòng từ 2,5 giờ đồng hồ xuống còn chưa đến 1,5 giờ.
Đây là tuyến cao tốc được xây dựng theo tiêu chuẩn quốc tế, mặt đường được trải lớp tạo nhám dày 5 cm cho phép chạy tối đa 120 km/h. Gần khu dân cư có hệ thống tường cách âm giảm.
Hệ thống cách âm độc đáo được lắp đặt tại các tuyến cao tốc hiện đại trên thế giới. Đây là tường cách âm lần đầu được sử dụng tại Việt Nam. Những tấm cách âm đặt dọc hai bên cầu sẽ hút toàn bộ tiếng ồn của các phương tiện để tránh ảnh hưởng khu dân cư sinh sống ngay cạnh đường cao tốc.
Có 9 nút giao liên thông lớn tại các điểm giao cắt với quốc lộ, ngoài ra còn có 17 cầu lớn, 24 cầu trung, 22 cầu vượt và cầu nút giao (tổng chiều dài cầu khoảng 14 km).
Tại các nút giao lớn sẽ có thêm 1-2 làn đường nhập làn cho các phương tiện.
Trạm thu phí cuối tuyến có 18 làn đường (trạm thu phí chính) ở phía trước cầu Lạch Tray và cách điểm cuối gần đập Đình Vũ khoảng 10 km.
Ngày 1/10, cao tốc Hà Nội - Hải Phòng bắt đầu thu phí với mức phí tiêu chuẩn 1.500đồng/km.