Dự báo năm 2045, dân số Hà Nội có thể tăng gấp gần hai lần so với hiện nay, đặt áp lực lên hạ tầng đô thị. Do đó, Thủ đô muốn giảm lượng xe cá nhân bằng cách phát triển hệ thống giao thông công cộng đa dạng, gồm xe buýt, buýt nhanh BRT, đường sắt đô thị, và tàu điện một ray (monorail).
Nội đô Hà Nội sẽ có 10 tuyến đường sắt đô thị chính thay vì 8 tuyến theo quy hoạch hiện nay. Hai tuyến được bổ sung là 9 và 10. Ngoài ra, Thủ đô sẽ có thêm các tuyến monorail trên cao ven hai bờ sông Hồng cùng khu vực phố cổ.
Ngoài ra, khu trung tâm sẽ có thêm 3 tuyến đường sắt chạy ngầm theo mô hình đô thị gắn với giao thông công cộng (TOD).
8 tuyến buýt nhanh (BRT) được giữ nguyên quy hoạch, song thành phố sẽ đánh giá tuyến BRT Kim Mã - Yên Nghĩa đang hoạt động để xem xét đầu tư các tuyến còn lại.
Mạng lưới xe buýt được giữ nguyên như hiện nay, song có lộ trình chuyển đổi phương tiện sử dụng năng lượng xanh.
Hà Nội có 6 tuyến cao tốc đi qua, kết nối với quốc lộ và tỉnh lộ đến các tỉnh lân cận. Ngoài vành đai 1-2-3 gần như khép kín, Thủ đô dự kiến xây thêm các cao tốc vành đai 4 - 5. Tại trung tâm, 4 tuyến đường trên cao dài 36 km sẽ được xây thêm tại nơi có lưu lượng giao thông lớn. Trục chính đô thị được cải tạo, mở rộng kết hợp với xây dựng mới.
Trong tương lai Hà Nội sẽ có 6 sân bay. Bên cạnh các sân bay hiện hữu, phía Nam thành phố sẽ có thêm Cảng hàng không quốc tế thứ hai tại huyện Ứng Hòa, với diện tích 1.500 ha, có thể đón 30-50 triệu khách cùng 1 triệu tấn hàng hoá mỗi năm. Ngoài ra, Thủ đô có sân bay cứu hộ, trực thăng Bạch Mai; và ba sân bay quân sự sẵn sàng phục vụ dân sự khi cần gồm: Gia Lâm, Hoà Lạc, Miếu Môn.
Sân bay Quốc tế Nội Bài sẽ được nâng công suất lên 100 triệu hành khách mỗi năm vào 2050.
Về đường sắt, cùng với ga Hà Nội và Giáp Bát, Thủ đô dự kiến mở rộng tổ hợp nhà ga Ngọc Hồi (Thường Tín) để tích hợp nhà ga, depot, trạm bảo dưỡng... của các tuyến đường sắt quốc gia (tốc độ khoảng 100 km/h), đường sắt tốc độ cao Bắc Nam (tốc độ thiết kế từ 200 km/h), và đường sắt đô thị (metro).
Theo quy hoạch, Hà Nội có 18 cầu vượt sông Hồng, trong đó 9 cầu đã xây dựng, còn lại sẽ thực hiện trong tương lai.
Ngoài ra, Hà Nội muốn có thêm 4 cầu qua sông Đuống gồm: Đuống mới (cầu đường bộ), Giang Biên, Mai Lâm, Ngọc Thụy.
