Tuyến đường sắt đô thị số 5 chạy dọc theo trục đường Liễu Giai - Nguyễn Chí Thanh - Trần Duy Hưng - Đại lộ Thăng Long - đến khu công nghệ cao Hòa Lạc, kết nối 6 quận, huyện gồm: Ba Đình, Cầu Giấy, Nam Từ Liêm, Hoài Đức, Quốc Oai và Thạch Thất.
Trong giai đoạn đầu, dự án sẽ được triển khai xây dựng từ điểm đầu ga Văn Cao đến đường Vành đai 4 với 15 trạm dừng, đi qua các phân khu H1-2, H1-3 (các phân khu này chưa được phê duyệt chính thức) và phân khu H2-2, GS (1-6) và phân khu S3 (đã phê duyệt).
Theo định hướng, tuyến metro số 5 sẽ chạy ngầm trên trục Văn Cao - Liễu Giai - Nguyễn Chí Thanh - Trần Duy Hưng với 6 ga ngầm. Đoạn từ vành đai 3 đến cầu vượt Song Phương (đường vành đai 4) tàu sẽ chạy trên cao và chạy trên mặt đất dọc Đại lộ Thăng Long.
Dưới đây là vị trí dự kiến sẽ xây các trạm dừng của tuyến đường sắt đô thị số 5 từ Văn Cao đến Vành đai 4:
Năm 2024 đánh dấu hàng loạt dự án có chuyển biến tích cực như việc: Đưa vào vận hành metro số 1 TP HCM, đường sắt trên cao Nhổn - Ga Hà Nội hay chính thức thông qua chủ trương đầu tư Dự án Đường sắt cao tốc Bắc - Nam.