Theo Quy hoạch mạng lưới đường bộ thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050 do Chính phủ ban hành, đường Vành đai 5 Hà Nội thuộc hệ thống đường Vành đai đô thị Hà Nội.
Nghị quyết của Bộ Chính trị về phương hướng, nhiệm vụ phát triển Thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn 2045 đã chỉ đạo việc phát triển hệ thống giao thông đường bộ, trong đó đề cập tuyến đường Vành đai 5 Hà Nội sẽ được đầu tư xây dựng trước năm 2030.
Theo quy hoạch, đường Vành đai 5 Hà Nội sẽ đi qua địa giới hành chính 36 quận, huyện, thành phố của 8 tỉnh thành gồm: Hà Nội, Hòa Bình, Hà Nam, Thái Bình, Hải Dương, Bắc Giang, Thái Nguyên và Vĩnh Phúc với tổng chiều dài toàn tuyến khoảng hơn 331 km (không bao gồm 41 km đi trùng các tuyến cao tốc Nội Bài - Hạ Long, Hà Nội - Thái Nguyên, Nội Bài - Lào Cai và quốc lộ 3).
Trong đó, đoạn qua TP Hà Nội dài khoảng 48 km; qua tỉnh Hòa Bình 35,4 km; qua tỉnh Hà Nam 35,3 km; qua tỉnh Thái Bình 28,5 km; qua tỉnh Hải Dương 52,7 km; qua tỉnh Bắc Giang 51,3 km; qua tỉnh Thái Nguyên 28,9 km, qua địa phận tỉnh Vĩnh Phúc 51,5 km.
Theo quy hoạch, đường Vành đai 5 chính tuyến có đường gom, đường song hành, quy mô 4 ÷ 6 làn xe, bề rộng nền đường tối thiểu 25,5 ÷ 33,0 m cho các đoạn Sơn Tây - Phủ Lý (từ đường Hồ Chí Minh đến cao tốc Cầu Giẽ - Ninh Bình) và Phủ Lý - Bắc Giang (từ cao tốc Cầu Giẽ - Ninh Bình đến cao tốc Hà Nội - Lạng Sơn) thuộc địa phận thành phố Hà Nội, các tỉnh Hòa Bình, Hà Nam, Thái Bình, Hải Dương và Bắc Giang.
Đường được xây dựng tiêu chuẩn đường ô tô cấp II, quy mô 4 - 6 làn xe, bề rộng nền đường tối thiểu 22,5 - 32,5 m cho các đoạn Bắc Giang - Thái Nguyên (từ đường cao tốc Hà Nội - Lạng Sơn đến cao tốc Hà Nội - Thái Nguyên) và đoạn Thái Nguyên - Vĩnh Phúc - Sơn Tây (từ đường cao tốc Hà Nội - Thái Nguyên đến đường Hồ Chí Minh) thuộc địa phận các tỉnh Bắc Giang, Thái Nguyên, Vĩnh Phúc và thành phố Hà Nội (đoạn qua thị xã Sơn Tây).
