Theo thỏa thuận giữa hai Sở GTVT, tuyến đường cao tốc mới sẽ có chiều dài khoảng 70km, được thiết kế theo tiêu chuẩn đường cao tốc 4 làn xe cơ giới, với vận tốc thiết kế tối thiểu 80km/giờ. Tuyến đường dự kiến có điểm đầu thuộc địa phận tỉnh Lạng Sơn; điểm cuối thuộc địa phận tỉnh Thái Nguyên. Vị trí khớp nối dự án giữa hai tỉnh thuộc địa giới hành chính xã Tân Thành, huyện Bắc Sơn và xã Phương Giao, huyện Võ Nhai.
Dự án đầu tư với mục tiêu tạo động lực thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của hai tỉnh Lạng Sơn và Thái Nguyên; góp phần tăng cường liên kết vùng, đem lại nhiều lợi ích cho các tỉnh, thành phố trong khu vực Tây Bắc và Đông Bắc Bộ. Việc hình thành trục giao thông chính kết nối liên vùng này sẽ góp phần hoàn thiện hành lang kinh tế Đông - Tây, kết nối từ cửa khẩu Hữu Nghị, tỉnh Lạng Sơn, với các tỉnh Thái Nguyên, Tuyên Quang, Yên Bái và Sơn La.
Hiện nay, để kết nối Thái Nguyên và Lạng Sơn, các phương tiện lưu thông chủ yếu qua tuyến Quốc lộ 1B dài 145km. Tuyến đường này có quy mô cấp IV miền núi, với 2 làn xe, khó có khả năng nâng cấp, mở rộng và tốc độ di chuyển thấp. Do đó, việc xây dựng tuyến cao tốc mới là cần thiết để cải thiện hạ tầng giao thông, giảm thời gian di chuyển và đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của khu vực.
Trước đó, theo thông báo kết luận của Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính tại cuộc kiểm tra các dự án trọng điểm ngành GTVT dịp Tết Nguyên đán Ất Tỵ, Thủ tướng đã giao Bộ GTVT nghiên cứu bổ sung tuyến cao tốc Lạng Sơn - Thái Nguyên trong quá trình rà soát, điều chỉnh Quy hoạch mạng lưới đường bộ thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050 theo Luật Quy hoạch và nghiên cứu để triển khai trong giai đoạn 2026-2030.