Vốn vay JICA được tài trợ thông qua Hiệp định vay VN13-P2 ngày 24/12/2013 giữa Chính phủ Việt Nam và JICA.

Mục tiêu đầu tư của dự án nhằm xây dựng tuyến cầu cạn từ nút Mai Dịch đến Nam cầu Thăng Long nhằm đáp ứng nhu cầu vận tải, phục vụ phát triển kinh tế xã hội khu vực phía Tây thủ đô Hà Nội, giải quyết ùn tắc, tai nạn giao thông và góp phần hoàn chỉnh mạng lưới giao thông thành phố Hà Nội. Kết nối thông suốt theo tiểu chuẩn đường cao tốc từ cầu Thanh Trì đến cầu Thăng Long, nâng cao hiệu quả khai thác tuyến cao tốc đoạn Bắc hồ Linh Đàm – Nam Thăng Long, kết nối các tuyến QL.1, QL.5, QL.6, QL.32 với cảng hàng không quốc tế Nội Bài và giảm tải cho đường Phạm Văn Đồng hiện tại.

Dự án xây dựng cầu cạn từ cầu mai Dịch đến cầu Thăng Long, quy mô 4 làn xe cao tốc, tốc độ thiết kế 100km/h. Dự án khởi công tháng 4/2018, phần cầu chính đã hoàn thành, đưa vào khai thác sử dụng từ tháng 10/2020.

Hạng mục 06 nhánh kết nối lên/xuống đường Vành đai 3 trên cao đoạn Mai Dịch – Nam Thăng Long được khởi công từ tháng 10.2020. Hạng mục 06 nhành kết nối lên/xuống có tổng kinh phí 207 tỷ đồng

Sau khi hoàn thiện, nhánh nối sẽ đồng bộ kỹ thuật đường Vành đai 3 trên cao và dưới thấp, đảm bảo giao thông thuận tiện cho người dân tại các nút giao đã được chọn trên toàn tuyến.

Các nút giao được chọn tiến hành xây dựng các nhánh nối lên xuống cầu cạn Mai Dịch - Nam Thăng Long là ngã tư Hoàng Quốc Việt, ngã tư Cổ Nhuế và điểm đầu Nam Thăng Long. Mỗi nút giao này sẽ được tiến hành xây dựng 2 nhánh nối lên và lối xuống với một làn ô tô và một làn khẩn cấp.

Sau hơn 1 năm thi công, 6 nhánh lên/xuống này được thông xe vào sáng ngày 27.12.2021, bao gồm 2 nhánh ở Hoàng Quốc Việt, 2 nhánh Cổ Nhuế và 2 nhánh Nguyễn Hoàng Tôn.

 Các nhánh lên/xuống sau khi thông xe sẽ tạo thuận lợi cho ôtô lưu thông trên cầu cạn có thể xuống đường dưới thấp, chuyển hướng dễ dàng thay vì phải đi thẳng sang điểm quay đầu thuộc địa bàn huyện Đông Anh và nút giao Mai Dịch như trước đây.