Tuyến số 5, Văn Cao - Ngọc Khánh - Láng - Hòa Lạc theo tiêu chuẩn đường đôi khổ 1.435mm, điện khí hóa, chiều dài 38,43 km (6,5 km đi ngầm; 2,0 km đi cao và 29,93 km đi trên mặt đất) với 21 nhà ga.
Trong đó, có 6 ga ngầm: ga Quần Ngựa, ga Kim Mã, ga Vành đai 1, ga Vành đai 2, ga Hoàng Đạo Thúy, ga Vành đai 3; 1 ga trên cao: ga Tây Mỗ và 14 ga mặt đất: ga Lê Đức Thọ, ga Mễ Trì, ga An Khánh 1, ga An Khánh 2, ga Song Phương, ga Sài Sơn, ga Quốc Oai, ga Ngọc Mỹ, ga Đồng Bụt, ga Đồng Trúc, ga Đồng Bãi, ga Tiến Xuân, ga Trại Mới, ga Thạch Bình.
Dự án bố trí 2 depot, Depot số 1 bố trí tại xã Sơn Đồng, huyện Hoài Đức với diện tích khoảng 18 ha. Depot số 2 bố trí tại xã Yên Bình, huyện Thạch Thất với diện tích khoảng 6,9 ha.
Dự kiến số lượng phương tiện cần thiết cho từng thời kỳ: 26 đoàn tàu (4 toa) năm 2025; 37 đoàn tàu (4 toa) năm 2035; và 38 đoàn tàu (6 toa) năm 2050.Trong các bước nghiên cứu tiếp theo sẽ tiếp tục làm rõ phương án tổ chức chạy tàu phù hợp với nhu cầu vận tải, phát huy hiệu quả nguồn vốn đầu tư.
Việc đầu tư tuyến đường sắt đô thị metro số 5 hình thành nên tuyến đường sắt đô thị hướng tâm trong tổng thể quy hoạch theo Quyết định 519/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ.
Dự án đi qua các quận: Ba Đình, Đống Đa, Cầu Giấy, Nam Từ Liêm; các huyện Hoài Đức, Quốc Oai, Thạch Thất của thành phố Hà Nội.
Một phần tuyến chạy dọc theo khu vực trung tâm tập trung dân cư cao, đoạn tuyến còn lại đi qua các khu đô thị đang phát triển, đặc biệt là đô thị vệ tinh Hòa Lạc.
Hướng tuyến kết nối phía Tây của thành phố với đô thị trung tâm; giúp kéo giãn mật độ dân cư khu vực nội đô, đồng bộ di dời các cơ quan Chính phủ, y tế, đào tạo, cơ sở công nghiệp… và kéo theo phát triển kinh tế các huyện còn khó khăn để cùng phát triển.
Tuyến số 5 hình thành sẽ kết nối và trung chuyển hành khách với các tuyến đường sắt đô thị số 2, 3, 4, 6, 7, 8, cho phép hành khách di chuyển nhanh và thuận tiện từ các khu vực ngoại ô vào trung tâm thành phố nhằm giảm mật độ đông đúc của giao thông đô thị, cải thiện kết cấu hạ tầng giao thông và điều kiện đi lại của người dân.