Phạm vi quy hoạch gồm toàn bộ diện tích lưu vực sông Cầu (khoảng 6.030 km2) thuộc các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc, Hải Dương và một phần Hà Nội (huyện Mê Linh, Sóc Sơn, Đông Anh). Lưu vực sông Cầu là khu vực có tốc độ đô thị hóa nhanh.
Toàn lưu vực có khoảng 2.000 cơ sở sản xuất công nghiệp, 200 làng nghề nhưng hạ tầng kỹ thuật đô thị, nhất là hệ thống thoát nước và xử lý nước thải còn hạn chế, là một trong những yếu tố dẫn đến ô nhiễm nguồn nước.
Quy hoạch dự kiến xây dựng 28 nhà máy xử lý nước thải cho các đô thị thuộc phạm vi lưu vực sông Cầu, trong đó xây dựng tại thị xã Bắc Kạn 2 nhà máy; TP Thái Nguyên 4 nhà máy; đô thị Vĩnh Phúc 5 nhà máy; TP Bắc Giang 3 nhà máy; TP Bắc Ninh 2 nhà máy; TP Hải Dương 3 nhà máy; TP Hà Nội 9 nhà máy.
Ước tính vốn đầu tư xây dựng hệ thống thoát nước (bao gồm hệ thống thoát nước mưa, nước thải, trạm xử lý nước thải) trong phạm vi lưu vực sông Cầu đến năm 2020 khoảng 30.100 tỷ đồng, năm 2030 khoảng 43.700 tỷ đồng.
