Đây là một đoạn trong tổng tuyến đường cao tốc trên không dài hơn 28km nối từ Mai Dịch (quận Cầu Giấy) đến cầu Phù Đổng (huyện Gia Lâm). Trong đó, đoạn đường cao tốc trên không vành đai 3 dài gần 9km. Hiện, hai đoạn Mai Dịch - Trung Hòa và Trung Hòa - Thanh Xuân đang tiếp tục được thi công.
Gói thầu đường cao tốc trên không Thanh Xuân - Bắc Linh Đàm được khởi công từ giữa năm 2010 và đã hoàn thành tiến độ trước 5 tháng.
Đoạn đường cao tốc trên không vành đai 3 đoạn Mai Dịch - Bắc hồ Linh Đàm được xem là tuyến cao tốc đô thị đầu tiên của cả nước, với tốc độ thiết kế 100km/h, chiều rộng đoạn đi cao trên cầu cạn là 24m với 9 làn xe khác nhau.
Khi toàn bộ tuyến đường cao tốc này hoàn thành, từ phía Nội Bài - Cầu Thăng Long có thể dẫn lên nhanh chóng ra hướng Pháp Vân đi về các tỉnh phía Nam cũng như Bắc Ninh, Bắc Giang...