Theo quy hoạch, tuyến vành đai 5 đi qua địa giới hành chính của 36 quận huyện của 8 tỉnh, thành phố gồm: Hà Nội (48km), Hòa Bình (35,5km), Hà Nam (35,3km), Thái Bình (28,5km), Hải Dương (52,7km), Bắc Giang (51,3km), Thái Nguyên (28,3km), Vĩnh Phúc (51,5km). Ngoài các tuyến xây mới, một số đoạn của đường vành đai 5 đi trùng với các tuyến đường cao tốc Nội Bài - Hạ Long, Hà Nội - Thái Nguyên, Hà Nội - Lào Cai. Bộ GTVT đề nghị quá trình đầu tư đường vành đai 5 được phân kỳ theo ba giai đoạn: trước năm 2020 cần 19.760 tỉ đồng, từ năm 2020-2030 là 32.175 tỉ đồng, từ sau năm 2030 là 33.626 tỉ đồng.