Cầu Giấy là một trong những quận đầu tiên được phê duyệt quy hoạch chi tiết tỷ lệ 1/2000 từ năm 1999. Đồng thời, quận cũng là một trong những đơn vị đi đầu trong công tác quy hoạch các điểm dân cư đô thị hóa tỷ lệ 1/500 tại các khu dân cư, làng xóm cũ, khu đô thị từ năm 2000. Với việc xây dựng hoàn thành sớm đồ án quy hoạch phân khu, quận Cầu Giấy đã kêu gọi đầu tư, xây dựng đô thị hài hòa, đầu tư hệ thống hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội đồng bộ theo hướng hiện đại.
Khi mới thành lập, hạ tầng giao thông của quận còn rất đơn sơ, chỉ có một số tuyến đường chính như trục QL 32 (Cầu Giấy), đường Hoàng Quốc Việt, đường Nguyễn Phong Sắc đều có mặt cắt ngang đường nhỏ, còn lại là các tuyến đường nhỏ lẻ nối các điểm dân cư làng xóm cũ. Đến nay, hạ tầng kỹ thuật đô thị của quận Cầu Giấy đã cơ bản được hoàn thiện, bộ mặt đô thị ngày càng khang trang, văn minh, hiện đại.
Đặc biệt, trong giai đoạn từ năm 1997 - 2010, với chủ trương xây dựng hoàn chỉnh hệ thống hạ tầng kỹ thuật khung, các dự án được chỉ đạo thực hiện tập trung, quyết liệt, nhất là các dự án trọng điểm của TP và quận. Vì vậy, nhiều tuyến đường giao thông chính quan trọng được xây dựng mới và hoàn thành có tính chất quyết định cho sự phát triển đô thị của quận như các tuyến đường Cầu Giấy, Xuân Thủy, Hồ Tùng Mậu, Nguyễn Văn Huyên, Hoàng Quốc Việt, Trần Thái Tông, Trung Kính, Nguyễn Phong Sắc, Nguyễn Khánh Toàn...
Cùng với sự hình thành của bộ khung hạ tầng giao thông, 12 dự án khu đô thị mới được đầu tư xây dựng đồng bộ: Khu đô thị mới Bắc Mai Dịch, Khu đô thị mới Làng quốc tế Thăng Long, Khu tái định cư 5,03ha phường Dịch Vọng, Khu đô thị mới Cầu Giấy...
Từ năm 2011 đến nay, kết cấu hạ tầng giao thông của quận đã cơ bản được hoàn thiện và đang tiếp tục được đầu tư xây dựng: đã xây dựng hoàn chỉnh các trục đường trọng điểm vành đai 2, vành đai 2,5 TP, mở rộng đường vành đai 3 Phạm Văn Đồng,... Nhiều công trình thương mại, dịch vụ, hành chính, văn hóa, giáo dục được quan tâm đầu tư đang là môi trường hấp dẫn cho các nhà đầu tư và Nhân dân tới sinh sống trên địa bàn quận.
Hệ thống hạ tầng giao thông của quận từ 3 tuyến phố khi mới thành lập, nay tăng lên 83 tuyến phố; các dự án về kết cấu hạ tầng giao thông khác cũng được quan tâm đầu tư xây dựng: 8 cầu qua sông được đầu tư xây dựng (1 cầu được cải tạo, 7 cầu được xây dựng mới), 5 cầu vượt, 3 hầm đường bộ được xây dựng mới và 8 cầu bộ hành được lắp đặt.
Các nút giao thông lớn được tổ chức, sơn kẻ vạch, lắp đặt đèn tín hiệu, biển báo giao thông; đồng thời các lực lượng chức năng thường xuyên bố trí lực lượng tại các chốt trực vào giờ cao điểm, thực hiện tốt công tác phân luồng, đảm bảo an toàn giao thông giảm thiểu các điểm ùn tắc giao thông kéo dài.
Để góp phần xây dựng bộ mặt đô thị của quận, các tuyến đường trục chính đô thị, đường chính khu vực đều được triển khai xây dựng hệ thống kỹ thuật để hạ ngầm các đường dây điện cao thế, hạ thế, dây cáp viễn thông, dây thông tin liên lạc... Quận Cầu Giấy đã quan tâm đầu tư hệ thống thoát nước trên địa bàn quận với chiều dài là 166,6km, lắp đặt 5.170 bộ đèn chiếu sáng, đầu tư trồng 11.600 cây xanh tại 4 công viên, 64 vườn hoa, sân chơi trên địa bàn quận đầu tư, lắp đặt nhiều trang thiết bị vui chơi đảm bảo không gian, diện mạo đô thị xanh - sạch - văn minh.
Theo lãnh đạo quận Cầu Giấy, trong giai đoạn tới, quận tiếp tục quan tâm đến công tác quy hoạch đô thị; bảo đảm quy hoạch phải có tầm nhìn dài hạn, đồng bộ, hiện đại, lấy con người và chất lượng cuộc sống làm trung tâm; kết hợp hài hòa giữa quá trình đô thị hóa, phát triển đô thị. Đồng thời, xem xét một cách thận trọng, khách quan trong việc đề xuất điều chỉnh cục bộ quy hoạch làm tăng mật độ dân cư so với quy hoạch được duyệt; không đề xuất xem xét đối với việc điều chỉnh quy hoạch làm giảm diện tích đất xây dựng với các công trình phúc lợi, công viên cây xanh, ao hồ, công cộng phục vụ dân sinh.
Đẩy mạnh xây dựng kết cấu hạ tầng đồng bộ; xây dựng cải tạo các chung cư cũ; phát triển đô thị thông minh, đô thị xanh, thân thiện với môi trường; nâng cao chất lượng và sử dụng hiệu quả nhân lực gắn với đẩy mạnh đổi mới sáng tạo, ứng dụng và phát triển mạnh mẽ khoa học, công nghệ.
