Dự án có tổng mức đầu tư 6.235 tỷ đồng từ nguồn ngân sách trung ương và thành phố, thực hiện từ năm 2021 đến 2027.
Cầu Nguyễn Trãi dài 1.476,4 m, kết cấu vĩnh cửu, thiết kế dây văng, trụ tháp cao 111 m. Cầu chính rộng 26,5 m, cầu dẫn 23,5 m, gồm 4 làn xe cơ giới, 2 làn xe hỗn hợp, vận tốc thiết kế 80 km/h, nút giao kết nối với đường Lê Thánh Tông dạng vòng tròn.
Ngoài xây cầu, dự án còn mở rộng phố Nguyễn Trãi từ 18 m lên 43,5 đến 50,5 m, kết nối đường Lê Hồng Phong; xây dựng đường ven sông Cấm dài 2,27 km, rộng 28 đến 40 m. Toàn bộ cảng Hoàng Diệu và 33 tổ chức, 108 hộ gia đình sẽ phải nhường đất để thực hiện dự án.
Cầu Nguyễn Trãi sẽ là công trình giao thông trọng điểm thứ 5 bắc qua sông Cấm, kết nối TP Thủy Nguyên với các quận Hồng Bàng, Ngô Quyền.