Theo đó, dự án được chia làm 2 đoạn tuyến với tổng mức đầu tư 3.400 tỉ đồng gồm ngân sách trung ương, ngân sách của tỉnh Thanh Hóa và vốn từ phía nhà đầu tư.
Đoạn tuyến 1 dài 12,3 km, bắt đầu từ điểm giao với đường tỉnh 510 (thuộc xã Hoằng Ngọc, huyện Hoằng Hóa) kéo dài đến điểm nối vào tuyến đường giao thông nối thị xã Sầm Sơn với khu kinh tế Nghi Sơn (phường Quảng Châu, thành phố Sầm Sơn).
Đoạn tuyến còn dài 17,2 km lại nối tiếp vào điểm cuối của dự án đường giao thông nối thị xã Sầm Sơn với khu kinh tế Nghi Sơn (thuộc xã Quảng Lợi, huyện Quảng Xương); điểm cuối nối tiếp vào dự án phát triển tổng hợp các đô thị động lực - tiểu dự án đô thị Tĩnh Gia thuộc địa phận xã Ninh Hải, huyện Tĩnh Gia.
Tổng chiều dài hai đoạn tuyến là 29,5 km.
Về phía nhà đầu tư, đề xuất xây dựng trạm thu phí sử dụng dịch vụ đường bộ để hoàn vốn theo qui định. Thời gian dự kiến thu phí sử dụng đường bộ là 24 năm 2 tháng (2023 - 2047).