Tuyến đường trục Tây Thăng Long được xác định là một trong các tuyến đường trục hướng tâm quan trọng kết nối khu vực phía Tây với khu vực đô thị trung tâm của TP. Đặc biệt, tuyến đường này giao cắt với hầu hết các tuyến đường vành đai của Thủ đô.
Tuyến đường Tây Thăng Long đi qua 5 quận, huyện, thị xã: Tây Hồ, Bắc Từ Liêm, Đan Phượng, Phúc Thọ, thị xã Sơn Tây.Dự án có điểm đầu giao với đường Võ Chí Công (đường Vành Đai 2); Điểm cuối giao với Quốc lộ 32 khu vực thị xã Sơn Tây; Tổng chiều dài tuyến 33,18 km (Tây Hồ: 300 m; Bắc Từ Liêm: 8,56 km; Đan Phượng: 10 km; Phúc Thọ: 13,40 km; Sơn Tây: 920 m).Theo Sở GTVT Hà Nội, hiện trạng công tác đầu tư hoàn thiện theo quy hoạch trên tổng số 33,18 km, hiện nay có 6,04 km đã được đầu tư hoàn thiện theo quy hoạch; còn 9,04 km đang có dự án nghiên cứu để đầu tư xây dựng (đang triển khai dự án đầu tư và lập đề xuất dự án đầu tư); 18,10 km chưa có dự án nghiên cứu đầu tư.Hiện đã có 4 đoạn tuyến đã được đầu tư hoàn thiện theo quy hoạch (6,04 km): 1 đoạn tuyến trên địa bàn quận Tây Hồ có chiều dài 300 m; 2 đoạn tuyến trên địa bàn Quận Bắc Từ Liêm có chiều dài 4,82 km; 1 đoạn trên địa bàn Thị xã Sơn Tây, có chiều dài 920 m.2 đoạn tuyến đang đầu tư và triển khai các thủ tục đầu tư (9,04 km): 1 đoạn trên địa bàn Quận Bắc Từ Liêm, có chiều dài 3,24 km (Đoạn từ Văn Tiến Dũng đến Phạm Văn Đồng); 1 đoạn trên địa bàn huyện Đan Phượng, có chiều dài 5,8 km (đoạn từ Vành đai 3,5 đến kênh Đan Hoài).Một đoạn tuyến nằm ngay sát UBND phường Cổ Nhuế 2 (Bắc Từ Liêm) đã được thi công nhiều hạng mục như thảm mặt đường, hoàn thành các dải phân cách, vỉa hè...Tuy nhiên, đến nay tuyến đường này vẫn chưa được khớp nối.Vì vậy, rác thải cũng bủa vây tuyến đường này.Vật liệu xây dựng của dự án nằm chỏng chơ, cỏ mọc um tùm.Dải phân cách giữa của tuyến đường này biến thành nơi trồng rau của người dân.3 đoạn tuyến chưa có dự án đầu tư (18,10 km): 1 đoạn trên địa bàn Bắc Từ Liêm có chiều dài 500 m (Hầm Chui khác mức với đường Phạm Văn Đồng); 1 đoạn trên địa bàn huyện Đan Phượng chiều dài 4,20 km (đoạn từ kênh Đan Hoài đến đê La Thạch); trên địa bàn huyện Phúc Thọ có chiều dài 13,40 km.Với tính chất, vai trò quan trọng của tuyến đường Tây Thăng Long trong quy hoạch GTVT Thủ đô thì việc khẩn trương đầu tư hoàn thiện toàn tuyến là rất cần thiết.Sở GTVT TP Hà Nội cho biết, để nâng cao hiệu quả đầu tư, trong thời gian tới cần tập trung đẩy nhanh tiến độ triển khai thi công đoạn từ Phạm Văn Đồng đến đường Văn Tiến Dũng. Hoàn thành phê duyệt chủ trương đầu tư đoạn tuyến từ Vành đai 3,5 đến kênh Đan Hoài. Đồng thời tổ chức triển khai lập, thẩm định và phê duyệt chỉ giới đường đỏ đối với các đoạn tuyến còn lại. Rà soát cân đối nguồn lực, bố trí đủ vốn để thực hiện đầu tư các dự án theo các giai đoạn. Sở GTVT đề xuất UBND TP Hà Nội xem xét thống nhất danh mục, lộ trình định hướng đầu tư các đoạn tuyến còn lại của tuyến đường trục Tây Thăng Long theo các giai đoạn đã được Sở GTVT rà soát. Bên cạnh đó, Sở GTVT cũng đề xuất UBND các quận, huyện Bắc Từ Liêm, Đan Phượng, phối hợp chặt chẽ với Sở KH&ĐT để tham mưu, đề xuất UBND Thành phố tiếp tục báo cáo HĐND thành phố xem xét, phê duyệt chủ trương đầu tư dự án xây dựng tuyến đường trục Tây Thăng Long và đẩy nhanh tiến độ hoàn thành đoạn dang dở.
