Theo tờ trình, TP sẽ có nhiều nội dung trong định hướng phát triển không gian toàn đô thị với đô thị trung tâm; TP phía Tây và các đô thị vệ tinh; các thị trấn sinh thái… Riêng về TP phía Tây, tờ trình của UBND Hà Nội nêu, phạm vi nghiên cứu bao gồm đô thị Hòa Lạc và đô thị Xuân Mai, nghiên cứu phát triển mở rộng ra đến sông Tích, sông Bùi, là TP KHCN&GDĐT với hướng hiện đại, sinh thái, cao - thấp tầng.
Cụ thể, TP có quy mô khoảng 251km2, dân số đến năm 2045 khoảng 1,2 triệu người. Đất xây dựng đô thị khoảng 135km2, dân số khoảng 1,08 triệu người. Khu vực ngoại thị khoảng 116km2, dân số 0,12 triệu người.
Hà Nội định hướng đô thị Hòa Lạc là trung tâm đầu não về khoa học kỹ thuật công nghệ cao, trung tâm đào tạo, giáo dục chất lượng cao; là TP của những trung tâm nghiên cứu, các trường ĐH, trung tâm thí nghiệm, nhấn mạnh công nghệ số, trí tuệ nhân tạo, ứng dụng và chuyển giao công nghệ đi cùng các chính sách hỗ trợ ưu tiên thu hút nhân lực chất lượng cao và DN đến làm việc và sinh sống.
Đô thị Xuân Mai là trung tâm giáo dục, nghiên cứu và các dịch vụ hỗ trợ giáo dục như trung tâm hỗ trợ khởi nghiệp, trung tâm hỗ trợ nghiên cứu, lab cộng đồng, trung tâm dịch vụ… Một phần TP dự kiến phát triển trung tâm nghiên cứu và phát triển công nghệ sinh hóa phẩm phục vụ cho Hà Nội, khu vực vùng đồng bằng sông Hồng, vùng Trung du và miền núi phía bắc.
Cùng với đó, sẽ hình thành đô thị thông minh, là TP khoa học, nơi tập trung trí tuệ và công nghệ tiên tiến, tiếp thu trình độ KH&CN quốc tế, trung tâm đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao.
Các đô thị vệ tinh trong khu vực gồm Sơn Tây (đô thị văn hóa lịch sử, du lịch nghỉ dưỡng) và Phú Xuyên (đô thị công nghiệp, đầu mối giao thông và trung chuyển hàng hóa).
TP 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 TP khoảng 633km2, gồm toàn bộ địa giới hành chính các huyện Đông Anh, Sóc Sơn và Mê Linh. Quy mô dân số đến 2045 khoảng 3,25 triệu người, gồm đất xây dựng đô thị khoảng 385km2, dân số khoảng 2,92 triệu người; khu vực ngoại thị khoảng 248km2, 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 TP 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, Hội chợ triển lãm quốc gia, khu di tích Cổ Loa…
TP 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 hóa quốc tế…
Cũng trong tờ trình, UBND Hà Nội xác định Cảng hàng không quốc tế Nội Bài được là cửa ngõ quan trọng nhất trong giao lưu quốc tế của miền Bắc và Hà Nội. Cảng hàng không có lưu lượng hành khách thông qua đến 2030 là 60 triệu khách/năm (diện tích khoảng 1.500ha), sau năm 2030 lên đến 100 triệu khách/năm (diện tích 2.200ha, mở rộng về phía Nam).
Cảng hàng không thứ hai vùng Thủ đô Hà Nội nằm ở phía Nam, Đông Nam là cảng nội địa công suất 30 - 50 triệu khách/năm, diện tích 1.300 - 1.500ha. Triển khai sau năm 2030, sân bay này bảo đảm đủ điều kiện chuyển sang cảng hàng không quốc tế khi cần thiết.
Có hai phương án địa điểm xây dựng sân bay thứ hai. Phương án 1, sân bay có diện tích 1.300ha thuộc địa bàn 4 xã (Tân Ước, Thanh Vân của huyện Thanh Oai; Tiền Phong, Tân Minh của huyện Thường Tín). Phương án 2, khu vực xây dựng sân bay thuộc địa bàn xã Đồng Tân, Minh Đức, Trầm Lộng, Kim Dường và Hòa Lâm (huyện Ứng Hòa).