Cầu Nhật Tân thuộc vành đai 2 của Hà Nội, bắt đầu tại phường Phú Thượng (Tây Hồ), chạy song song và cách đường Lạc Long Quân khoảng 420 m. Sau khi vượt sông Hồng, cây cầu cắt đường 5 kéo dài tại nút giao Vĩnh Ngọc rồi đi thẳng theo hướng bắc và kết thúc ở điểm giao với đường Nam Hồng (huyện Đông Anh).
Cầu Nhật Tân có tổng chiều dài 8,3 km. Phần cầu Nhật Tân dài 3,7 km trong đó có cầu chính vượt sông Hồng dài 1,5 km là cầu dây văng liên tục nhiều nhịp với 5 trụ tháp.
Mặt cầu rộng 33,2 m chia thành 4 làn xe cơ giới, 2 làn xe buýt, 2 dải xe hỗn hợp, phân cách giữa, đường dành cho người đi bộ.
Mỗi nhịp cầu có 11 đôi dây văng chịu tải. Với yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật, cầu Nhật Tân được thiết kế và xây dựng để trở thành một biểu tượng mới của Thủ đô với 5 nhịp tháp tượng trưng cho 5 cửa ô của Hà Nội.
Trong buổi làm việc với Bộ trưởng Giao thông Đinh La Thăng, Đại sứ Nhật Bản Hiroshi Fukada cho rằng cây cầu này là biểu tượng của quan hệ hợp tác giữa Việt Nam và Nhật Bản và đề xuất đổi tên cầu Nhật Tân thành cầu "Hữu nghị Việt - Nhật". Tuy nhiên, theo Bí thư Hà Nội Phạm Quang Nghị, việc đặt tên cho cây cầu này phải tuân thủ quy định.
Cả 5 nhịp tháp đều được chiếu sáng để tạo nên một kiến trúc lung linh vào ban đêm.
Đường dẫn hai đầu cầu được thiết kế đạt tiêu chuẩn phố chính cấp I, bảo đảm cho xe chạy với vận tốc 80 km/h, các đường gom đạt tiêu chuẩn đường khu vực cho phép xe chạy với vận tốc 60km/h.
Công trình hoàn thành sẽ kết nối trung tâm thành phố với các khu công nghiệp ở phía Bắc, đồng thời hoàn thiện tuyến đường vành đai 2 và rút ngắn khoảng cách đến sân bay quốc tế Nội Bài.
Nhìn từ xa vào buổi tối cầu Nhật Tân sáng rực, đèn vẫn tiếp tục bật để người dân góp ý về màu sắc và ánh sáng trên cầu. Hà Nội cũng đề nghị Ban quản lý Dự án từ nay đến hết ngày 10/10, bật toàn bộ hệ thống đèn chiếu sáng trang trí kiến trúc cầu Nhật Tân để người dân thủ đô góp ý. Các ý kiến sẽ được gửi về Ban Quản lý dự án và Sở Giao thông Vận tải Hà Nội để các cơ quan này hoàn thiện hệ thống ánh sáng trang trí, kiến trúc nhằm tôn thêm vẻ đẹp của cây cầu.
