Từ năm 2000, Tổng công ty ĐSVN đã được Chính phủ, Bộ GTVT, Thành phố Hà Nội giao nhiệm vụ nghiên cứu lập báo cáo tiền khả thi Dự án tuyến ĐS trên cao đoạn Ngọc Hồi - Yên Viên. Dự án được chia thành 2 giai đoạn, giai đoạn 1 sẽ xây dựng ĐS trên cao từ Giáp Bát đến Gia Lâm và tổ hợp khu ga Ngọc Hồi, dự án giai đoạn 2 xây dựng ĐS trên cao từ Ngọc Hồi đến Giáp Bát và từ Gia Lâm đến Yên Viên.
Chính phủ đã nhận được nguồn vốn vay ODA từ Ngân hàng Hợp tác quốc tế Nhật Bản - JBIC (nay là Cơ quan Hợp tác quốc tế Nhật Bản - JICA) theo Hiệp định vay vốn số VNXV - 2 ký ngày 31-3-2008 với giá trị 4,683 tỉ Yên để khảo sát, lập thiết kế kỹ thuật và hỗ trợ đấu thầu cho dự án. Tổng công ty ĐSVN là chủ đầu tư và Ban quản lý các dự án ĐS là đại diện của chủ đầu tư chịu trách nhiệm trực tiếp quản lý thực hiện dự án.
Mục tiêu đầu tư cơ bản của dự án là: cung cấp dịch vụ đi lại thuận tiện trong đô thị bằng ĐS, trong đó thời gian đi lại từ Giáp Bát đến Gia Lâm là 23 phút; bảo đảm an toàn và nâng cao năng lực vận tải trong nước và quốc tế của ĐS quốc gia; tiết kiệm tiêu thụ năng lượng khi dùng sức kéo điện và những người đi lại trong đô thị chuyển từ sử dụng phương tiện cá nhân sang sử dụng phương tiện ĐS đô thị; giảm tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên và hệ thống sinh thái trong và xung quanh thành phố.
Nội dung và quy mô đầu tư xây dựng chủ yếu của dự án giai đoạn I bao gồm: Xây dựng tổ hợp khu ga Ngọc Hồi; xây dựng các kết cấu công trình và ĐS trên cao cho đoạn Giáp Bát - Gia Lâm; xây dựng cầu Long Biên mới; cung cấp và lắp đặt thiết bị cho hệ thống thông tin, tín hiệu, điện khí hóa và cung cấp năng lượng; mua sắm các đoàn tàu đô thị chạy điện (EMU).Giá hợp đồng là 2.900.786.900 Yên Nhật và 320.588.823.878 VND. Hình thức hợp đồng là theo thời gian (thời gian thực hiện hợp đồng toàn bộ là 74 tháng).
Nội dung công việc của hợp đồng bao gồm: khảo sát, lập thiết kế kỹ thuật, hồ sơ mời thầu cho công việc xây dựng và cung cấp hàng hóa, thiết bị cho dự án; trợ giúp đấu thầu; hỗ trợ trong giải phóng mặt bằng và tái định cư; hỗ trợ giải quyết các vấn đề liên quan đến môi trường và xã hội; hỗ trợ thiết lập hệ thống mới về quản lý xây dựng, đào tạo nhân lực, vận hành và bảo dưỡng công trình sau bàn giao; .v.v.