Các đô thị vệ tinh trong khu vực gồm Sơn Tây (đô thị văn hoá lịch sử, du lịch nghỉ dưỡng) và Phú Xuyên (đô thị công nghiệp, đầu mối giao thông và trung chuyển hàng hoá).
Thành phố phía Bắc (khu vực Đông Anh, Mê Linh, Sóc Sơn) nghiên cứu định hướng với chức năng đô thị dịch vụ, hội nhập quốc tế gắn với Cảng hàng không cửa ngõ quốc tế Nội Bài, hành lang kinh tế quốc gia gắn với trục động lực phát triển Nhật Tân – Nội Bài; tính chất, chức năng chính là đô thị thông minh. Một số khu vực được phép phát triển cao tầng, hiện đại, xanh, kết hợp bảo tồn, phát huy giá trị khu di tích Cổ La, sông Thiếp…
Tổng diện tích thành phố khoảng 633 km vuông, bao gồm toàn bộ địa giới hành chính các huyện Đông Anh, Sóc Sơn và Mê Linh. Quy mô dân số đến năm 2045 khoảng 3,25 triệu người, bao gồm đất xây dựng đô thị khoảng 385 km vuông, dân số khoảng 2,92 triệu người; khu vực ngoại thị khoảng 248 km vuông, dân số khoảng 0,33 triệu người. Tính chất là thành phố dịch vụ, hội nhập quốc tế, gồm 45 phường và 24 xã.
Vị trí đề xuất trung tâm thành phố, dự kiến tại khu vực phía Nam Cảng hàng không quốc tế Nội Bài, có vị trí thuận lợi gần các trung tâm lớn như Smart City, TT Hội chợ triển lãm quốc gia, khu di tích Cổ Loa…
Thành phố dự kiến khai thác lợi thế Sân bay quốc tế Nội Bài , tạo dựng hình ảnh đô thị mới hiện đại phía bắc sông Hồng gắn với dịch vụ cấp vùng Cảng hàng không quốc tế Nội Bài và các khu công nghiệp thành một khu vực phát triển thương mại, logistics và trung chuyển hàng hoá quốc tế…
Định hướng của thành phố cũng nêu, khu vực nội đô lịch sử sẽ được bảo tồn, tôn tạo, cải tạo, tái thiết, bổ sung hạ tầng xã hội, phát triển mới, đề xuất phát triển một số khu vực theo mô hình đô thị nén, mô hình TOD. Đẩy mạnh phát triển giao thông công cộng và phương tiện phi cơ giới, hình thành khu vực hạn chế tốc độ, vùng hạn chế tối đa phương tiện cá nhân .
Khu vực nội đô lịch sử mở rộng sẽ được rà soát, phân bổ lại quy mô dân cư trên địa bàn theo hướng tăng dân số, phù hợp với định hướng “giảm áp lực” cho hạ tầng cơ sở đô thị nội đô lịch sử. Khu vực đô thị phía đông Vành đai 4 sẽ là khu vực nghiên cứu quy hoạch phát triển mới, đề xuất một số khu vực đô thị nén, mô hình TOD, cao tầng, mật độ xây dựng thấp, tăng quy mô diện tích không gian xanh.
Với đô thị Long Biên, Gia Lâm, thành phố sẽ nghiên cứu mô hình phát triển gắn kết với các đô thị tỉnh, thành phố lân cận, là cửa ngõ logistics phía Đông kết nối hướng các tỉnh, thành phố ven biển; nghiên cứu quy hoạch phát triển mới, đề xuất một số khu vực đô thị nén, mô hình TOD, liên kết không gian ngầm, công trình cao tầng, mật độ xây dựng thấp, tăng quy mô diện tích không gian xanh, tăng cường tiện ích đô thị.