Cầu Vĩnh Thịnh bắc qua sông Hồng, nối liền thị xã Sơn Tây, Hà Nội với huyện Vĩnh Tường, Vĩnh Phúc. Dự án có tổng mức đầu tư trên 137 triệu USD (hơn 2.300 tỷ đồng - tính theo tỷ giá lúc đó), được đầu tư từ nguồn vay ODA của Hàn Quốc là 100 triệu USD và vốn đối ứng của Chính phủ Việt Nam là 37 triệu USD.
Dự án đầu tư xây dựng cầu Vĩnh Thịnh trên Quốc lộ 2C do Bộ Giao thông vận tải làm chủ đầu tư và đại diện chủ đầu tư là Ban Quản lý dự án Thăng Long.
Cầu Vĩnh Thịnh là cầu vượt sông có chiều dài lớn nhất Việt Nam từ trước đến nay.
Cầu được khởi công từ cuối tháng 11/2011, hợp long toàn bộ cầu chính vượt sông vào giữa tháng 12/2013 và tới tháng 6/2014 cầu Vĩnh Thịnh được chính thức khánh thành đưa vào hoạt động (vượt trước tiến độ hợp đồng đã ký kết đúng 6 tháng).
Cây cầu có chiều dài là 5.487m (trong đó cầu dài 4.480m và đường hai đầu cầu dài 1.007m) với điểm đầu tuyến theo lý trình của dự án tại Km4+313m (nút giao Quốc lộ 32 với tuyến tránh thị xã Sơn Tây), điểm cuối tuyến theo lý trình của dự án tại Km9+800m (vượt qua đê tả sông Hồng khoảng 200m kết nối với quốc lộ 2C).
Điểm đầu dự án tại nút giao Quốc lộ 32 với tuyến tránh Sơn Tây.
Khổ thông thuyền của cầu Vĩnh Thịnh là 80x10m, mặt cắt ngang cầu thiết kế rộng 16,5m với 4 làn xe chạy. Cầu chính có kết cấu dầm hộp liên tục gồm 9 nhịp bê tông cốt thép dự ứng lực, thi công đúc hẫng cân bằng. Cầu dẫn nhịp có kết cấu dầm Super-T, chiều dài mỗi nhịp 40m. Đường đầu cầu thiết kế với cấp đường cấp III đồng bằng. Tốc độ thiết kế 80km/h. Mặt cắt ngang đường thiết kế bề rộng nền đường 17,5m, bề rộng mặt đường 16,5m.
Cầu Vĩnh Thịnh được đưa vào sử dụng với mục đích kết nối 2 trục trung tâm (Quốc lộ 32 và Quốc lộ 2), các tuyến đường cao tốc Nội Bài - Lào Cai, đường Hồ Chí Minh để tạo thành một hệ thống giao thông hoàn chỉnh, kết nối trung tâm Thủ đô với các tỉnh Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Yên Bái, Lào Cai, Tuyên Quang.
Bên cạnh đó, cây cầu còn giúp giảm áp lực giao thông cho các trục đường hướng trung tâm như Quốc lộ 2, Quốc lộ 3, Quốc lộ 6, Quốc lộ 32 khi lưu thông qua trung tâm TP Hà Nội để đi các tỉnh phía Nam và ngược lại.
Cầu Vĩnh Thịnh là cầu bê tông cốt thép dự ứng lực vĩnh cửu, đây là cầu vượt sông có chiều dài lớn nhất Việt Nam từ trước đến nay. Cầu được thiết kế xây dựng đảm bảo chịu đựng được động đất cấp 8.
Sau gần 10 năm đi vào hoạt động, cầu Vĩnh Thịnh làm tốt nhiệm vụ thay thế cho phà Vĩnh Thịnh vốn là huyết mạch giao thông chính nối Sơn Tây (Hà Nội) và Vĩnh Tường (Vĩnh Phúc).
Sau khi mở rộng địa giới hành chính Hà Nội, những công trình giao thông như cầu Vĩnh Thịnh có ý nghĩa lớn với Hà Nội trong tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội, bảo đảm an ninh, quốc phòng... Cây cầu này cũng là một trong những thay đổi lớn của bộ mặt Thủ đô về giao thông sau 15 năm mở rộng địa giới hành chính.
Cầu Vĩnh Thịnh có ý nghĩa rất quan trọng bởi cây cầu sẽ kết nối các đô thị vệ tinh, các khu công nghệ cao, các điểm du lịch, góp phần thúc đẩy giao thương hàng hóa giữa các tỉnh Tây Bắc với Thủ đô, các tỉnh Đồng bằng Bắc Bộ và cả nước. Qua đó tạo động lực phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội và thu hẹp khoảng cách phát triển của khu vực Tây Bắc so với mặt bằng chung của cả nước.