Khổ giới hạn thông thuyền được phân kỳ đầu tư với tĩnh không thông thuyền 7 m, giai đoạn hoàn thiện là 9,5 m; tĩnh không đường chui dưới cầu bảo đảm trên 4,75 m. Cầu có bố trí đường người đi bộ một bên phải tuyến (phía hạ lưu cầu).
Đường hai đầu cầu đường sắt dài 720 m là đường sắt cấp 2 - đường sắt lồng; đường đơn khổ lồng 1.000 mm và 1.435 mm; tốc độ thiết kế 80 km/h.
Còn hạng mục cầu đường bộ và đường dẫn có điểm đầu tại nút giao đầu cầu Đuống cũ trên đường Ngô Gia Tự, thuộc địa phận quận Long Biên; điểm cuối tại nút giao giữa đường Hà Huy Tập với đường Phan Đăng Lưu, thuộc địa phận huyện Gia Lâm, TP Hà Nội.
Hạng mục cầu đường bộ và đường dẫn có phạm vi đầu tư bao gồm tuyến chính chiều dài khoảng 700 m và nút giao hai đầu cầu; tim cầu cách tim cầu Đuống cũ khoảng 100 m về phía hạ lưu (phù hợp với quy hoạch đã được phê duyệt).
Trong đó, cầu đường bộ vượt sông Đuống dài 382 m, được xây dựng vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép và bê tông cốt thép dự ứng lực, kết hợp hệ dây văng; phân kỳ xây dựng một đơn nguyên theo quy hoạch, bề rộng cầu dẫn là 16 m, bề rộng cầu chính là 18,5 m (bao gồm phần neo).
Phần đường dẫn dài 318 m, trong giai đoạn hoàn chỉnh là đường chính đô thị, vận tốc thiết kế 80 km/h, bảo đảm chiều rộng 6 làn xe cơ giới, hai làn xe hỗn hợp; giai đoạn phân kỳ có quy mô 4 làn xe cơ giới.
Theo Ban Quản lý dự án Đường sắt, dự án nâng cấp tuyến vận tải thủy sông Đuống (cầu đường sắt Đuống) có tổng mức đầu tư khoảng 1.849 tỷ đồng (trong đó chi phí giải phóng mặt bằng giai đoạn 1 khoảng 651 tỷ đồng) bằng nguồn ngân sách nhà nước, dự kiến dự án sẽ hoàn thành vào năm 2025.
Sau khi hoàn thành cầu Đuống mới, cầu Đuống hiện nay sẽ được phá bỏ để tạo luồng đường thủy cho tàu thuyền qua lại dễ dàng, hạn chế các vùng nước xoáy.