โครงการทางคู่ขนานลอยฟ้า ถนนบรมราชชนนี เป็นส่วนหนึ่งของโครงการจตุรทิศฝั่งตะวันตกและตะวันออกของกรุงเทพมหานคร ผ่านโครงการสะพานพระราม ๘ เข้าสู่ถนนศรีอยุธยา สู่ถนนราชปรารภ ผ่านถนนเลียบบึงมักกะสัน อโศก ผ่านเข้าสู่ถนนเชื่อมพระราม ๙ เพชรบุรีสายที่ ๑ บรรจบถนนพระราม ๙ สู่ถนนรามคำแหง ข้ามไปตามแนวพระราม ๙ ตัดใหม่ จนบรรจบถนนศรีนครินทร์ฝั่งตะวันออกของกรุงเทพมหานคร
ลักษณะโครงการเป็นสะพานยกระดับ สร้างขึ้นเพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการรองรับการจราจร จากบริเวณสะพานปิ่นเกล้าจนถึงทางแยกตลิ่งชันถนนบรมราชชนนีทั้งขาเข้าและขาออก และเพื่อแยกการจราจรของยวดยานที่ต้องการเดินทางระยะไกลออกจากยวดยานที่เดินทางในระยะใกล้ ตั้งแต่สะพานสมเด็จพระปิ่นเกล้าฯ จนถึงทางแยกตลิ่งชันบนถนนบรมราชชนนี เริ่มที่เกาะกลางจากแยกอรุณอมรินทร์ถึงพุทธมณฑลสาย 2 โดยขาออกจะขึ้นที่แยกอรุณอมรินทร์ ลงได้ 3 จุดที่ตลิ่งชันหน้าหมูบ้านกฤษดานคร และใกล้วงแหวนฉิมพลี ไม่มีทางขึ้นระหว่างทาง ส่วนขาเข้าขึ้นที่ต้นทางก่อนถึงพุทธมณฑลสาย 2 ขึ้นได้ที่หน้าหมู่บ้านกฤษดานครและตลิ่งชัน และจะไม่มีทางลงระหว่างทาง โดยแบ่งความรับผิดชอบการก่อสร้างโครงการฯ เป็น 2 ส่วน คือ
1. โครงการทางคู่ขนานลอยฟ้า ถนนบรมราชชนนี ตอนปิ่นเกล้าทางแยกต่างระดับสิรินธร เริ่มดำเนินการตั้งแต่บริเวณทางแยกอรุณอมรินทร์ ถึงทางแยกต่างระดับสิรินธร ความยาวทั้งสิ้นประมาณ 4,515 กิโลเมตรมอบให้กรุงเทพมหานครรับผิดชอบดำเนินงาน
2. โครงการต่อเนื่องจากทางคู่ขนานลอยฟ้า ถนนบรมราชชนนี ตอนทางแยกต่างระดับสิรินธร – ทางแยกต่างระดับฉิมพลี เริ่มดำเนินการต่อเชื่อมกับโครงการทางคู่ขนานลอยฟ้า ถนนบรมราชชนนีของกรุงเทพมหานคร บริเวณทางแยกต่างระดับสิรินธร และสิ้นสุดโครงการบริเวณเลยจุดข้ามทางแยกพุทธมณฑลสาย 2 ไปประมาณ 500 เมตร ความยาวทั้งสิ้นประมาณ 9,363 กิโลเมตรมอบให้กรมทางหลวงรับผิดชอบดำเนินการ