Dự án được đầu tư nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải ngày càng tăng cao, xóa các điểm đen, giảm nguy cơ tai nạn giao thông trên quốc lộ 4D, rút ngắn thời gian đi từ Lào Cai đến Sa Pa và ngược lại.
Đồng thời góp phần nâng cao hiệu quả khai thác của đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai cũng như thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội, đảm bảo an ninh quốc phòng của khu vực Tây Bắc nói chung và của tỉnh Lào Cai nói riêng; phù hợp với quy hoạch và định hướng phát triển giao thông vận tải.
Dự án Đường nối cao tốc Nội Bài - Lào Cai đến thị trấn Sa Pa theo hợp đồng BOT đã được Thủ tướng Chính phủ chấp thuận chủ trương đầu tư từ năm 2014, với quy mô gồm 2 tuyến đường, trong đó cải tạo tuyến Quốc lộ (QL) 4D hiện hữu với chiều dài 29 km và xây dựng mới tỉnh lộ (TL) 155 dài 22,2 km song song với QL 4D.
Dự án xây dựng mới tuyến đường theo hướng nối dài tỉnh lộ 155 được đầu tư theo hình thức đối tác công tư (PPP).
Trước đó, tháng 6/2018 nhận thấy không khả thi về thu phí dẫn đến phương án tài chính không bảo đảm, UBND tỉnh Lào Cai đã xin chuyển dự án hơn 2.500 tỷ đồng xây dựng đường nối từ đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai lên Sa Pa theo hợp đồng BOT sang hình thức đầu tư khác, trong đó có đoạn được đề xuất chuyển sang thực hiện theo hợp đồng BT.
UBND tỉnh Lào Cai đề xuất cho phép chuyển hình thức đầu tư từ hình thức PPP (hợp đồng BOT) sang đầu tư bằng ngân sách nhà nước đối với TL 155 đoạn từ nút giao với đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai đến Km11+800 kết nối với QL 4D tại Km120+666. Đây là đoạn tuyến cấp bách có mức độ tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn giao thông. Chiều dài tuyến là 11,8 km, tổng mức đầu tư khoảng 658 tỷ đồng.
Đoạn từ Ngã ba Kim Tân - nút giao đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai và đoạn từ nút giao với đường tránh QL 4D đến thị trấn Sa Pa có chiều dài khoảng 6 km, tổng kinh phí khoảng 850 tỷ đồng, UBND tỉnh Lào Cai đề xuất tách thành dự án khác, tách biệt với QL 4D, kêu gọi đầu tư theo hình thức BT và ngân sách địa phương.
Riêng cầu Móng Sến và đoạn còn lại của TL 155 sẽ triển khai khi có nguồn vốn bố trí.
Tổng vốn đầu tư của toàn dự án là 2.518 tỷ đồng được chia làm 2 giai đoạn: Giai đoạn I (2018 - 2020); giai đoạn II (sau năm 2020).
Nhà đầu tư được lựa chọn thực hiện Dự án là Liên danh Công ty CP Tập đoàn Đầu tư xây dựng Cường Thịnh Thi - Công ty CP Tập đoàn Phúc Lộc - Công ty CP Tập đoàn xây dựng miền Trung - Công ty CP Thương mại nước giải khát Khánh An.