Cầu Vĩnh Tuy - Giai đoạn 2 được xây dựng về phía hạ lưu song song cầu giai đoạn 1, tim cầu giai đoạn 2 nằm song song và cách tim cầu giai đoạn 1 về phía hạ lưu sông Hồng 21,25m với hình dáng tương tự cầu giai đoạn 1.
Cầu được thiết kế vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép và bê tông cốt thép dự ứng lực. Tổng chiều dài cầu và đường dẫn khoảng 3.473m (61 nhịp). Điểm đầu tại Km0+840 (giao với đường Nguyễn Khoái và đường Minh Khai), điểm cuối Km4+312,62 (giao với đường Long Biên - Thạch Bàn, đường cổ Linh). Mặt cắt ngang cầu 19,25m (4 làn xe). Chiều cao tĩnh không 11 m.
Các công trình phụ trợ khác của dự án còn có: Đường công vụ, mô nhô, cầu phao, bãi tập kết vật liệu, bãi thi công dầm super T, trạm trộn, đường dây, trạm biên áp...; thảm lại và tổ chức giao thông của cầu Vĩnh Tuy - Giai đoạn 1 để phù hợp vói công tác tổ chức giao thông sau khi hoàn thành toàn bộ cầu Vĩnh Tuy gồm cả hai giai đoạn.
Tổng mức đầu tư xây dựng là hơn 2.500 tỷ đồng, nguồn vốn từ ngân sách TP. Thời gian thực hiện dự án 2020 - 2022.