Cầu Vĩnh Tuy 2 sẽ có thiết kế với hình dáng tương tự cầu giai đoạn 1, gồm 4 làn xe lưu thông. Công trình có tổng mức đầu tư hơn 2.500 tỷ đồng, sử dụng nguồn vốn ngân sách thành phố, được xây dựng về phía hạ lưu sông Hồng.
Về quy mô đầu tư, hoàn thiện toàn bộ mặt cắt (với một cây cầu nữa) với quy mô, hình dáng giống như cây cầu giai đoạn 1 (tim cầu giai đoạn 2 nằm song song và cách tim cầu giai đoạn 1 về phía hạ lưu sông Hồng 21,25m).
Cụ thể, cầu được thiết kế vĩnh cửu bê tông cốt thép và bêtông cốt thép dự ứng lực. Điểm đầu dự án giao với đường Trần Quang Khải-Nguyễn Khoái-Minh Khai (quận Hai Bà Trưng), điểm cuối giao với đường Long Biên-Thạch Bàn thuộc quận Long Biên.
Tổng chiều dài cầu và đường dẫn khoảng 3.504m; chiều cao thông thuyền 10m; bề rộng thông thuyền 80m; mặt cắt ngang cầu 19,25m (bao gồm 4 làn xe; trong đó có 2 làn xe cơ giới, 1 làn xe buýt, 1 làn tổng hợp và dải đi bộ); xây dựng đồng bộ hệ thống hạ tầng kỹ thuật, chiếu sáng, tổ chức giao thông... và hệ thống đường gom đảm bảo theo tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành.
Được biết, Cầu Vĩnh Tuy giai đoạn 2 đã được thành phố Hà Nội phê duyệt dự án từ năm 2011, tuy nhiên do chưa bố trí được nguồn vốn nên phải giãn hoãn tiến độ. Như vậy, sau gần 10 năm "nằm chờ" trên giấy, dự án này sẽ được Hà Nội triển khai trong năm sau.