Tuyến đường Âu Cơ đoạn từ lối vào Khách sạn Thắng Lợi đến nút giao cầu Nhật Tân là giai đoạn 2 của Dự án xây dựng cầu vượt tại nút giao An Dương - đường Thanh Niên. Trước đó, giai đoạn 1 của dự án xây dựng cầu vượt theo hướng Yên Phụ - Nghi Tàm bằng kết cấu thép lắp ghép, đồng thời điều chỉnh kết cấu đê hữu Hồng đoạn từ cửa khẩu An Dương đến khách sạn Thắng Lợi, dài 1,1km bằng bê tông cốt thép đã đưa vào sử dụng từ tháng 10/2018).
Tuyến đường Âu Cơ có chiều dài tuyến bổ sung khoảng 3,7km, gồm xây dựng tường chắn bê tông cốt thép ngoài đê hay thế một phần đê đất kết hợp với mở rộng mặt đường đê; cải tạo và chỉnh trang hệ thống đường gom dân sinh hai bên,
Quy mô mặt cắt ngang từ 26,5m đến 31m (trong đó mặt đường chính rộng từ 16,5m đến 21m). Tổng mức đầu tư giai đoạn 2 là 544 tỷ đồng.
Đây là tuyến đường huyết mạch kết nối trung tâm với khu vực Tây Bắc thành phố, Cảng hàng không quốc tế Nội Bài, phục vụ các hoạt động chính trị, ngoại giao.
Tuyến đường hoàn thành ngoài tăng cường kết nối giao thông đồng thời nâng cao năng lực phòng chống lũ của tuyến đê hữu Hồng.
Đường Âu Cơ - Nghi Tàm uốn lượn với nhiều đường cong theo đê hữu hồng.
Công trình được khởi công xây dựng từ đầu năm 2021, sau nhiều lần phải lùi tiến độ, đến nay công trình đã được hoàn thành và chính thức thông xe đúng dịp kỷ niệm 70 năm Ngày Giải phóng Thủ đô 10/10/1954.
Cùng thời điểm dự án cải tạo, nâng cấp đường Xuân Diệu, quận Tây Hồ cũng đã thông xe. Đầu tuyến từ phố Tô Ngọc Vân đến ngã ba giao với đường Âu Cơ.
Quy mô xây dựng và cải tạo đường theo hiện trạng tuyến nằm trên địa bàn phường Quảng An và phường Tứ Liên, chiều dài khoảng 1,1km.
Đường Xuân Diệu góp phần đồng bộ năng lực lưu thông và hỗ trợ tích cực cho tuyến đường An Dương - Âu Cơ.