Theo đó, tuyến đường dài 4,7km này được nâng cấp từ 4 làn xe lên 6 làn xe; vỉa hè bên trái là 5m, vỉa hè bên phải được đầu tư kết hợp với khuôn viên cảnh quan ngắm vịnh Hạ Long rộng 28m, mở rộng về phía biển trên cơ sở nền của bệ phản áp tuyến đường cũ.

Theo thiết kế, điểm nhấn toàn tuyến sẽ là vị trí vỉa hè mở rộng về phía biển. Tại đây sẽ là không gian cảnh quan hiện đại, gồm cây xanh, tiểu cảnh, các khu vực để người dân tập thể dục, thể thao, ngắm cảnh, thư giãn với hệ thống chiếu sáng thông minh, được sắp xếp theo 5 chủ đề khác nhau: Khu chào đón, khu văn hóa, khu lịch sử, khu giải trí, khu bãi biển.

Khi đường bao biển Trần Quốc Nghiễn hoàn thành sẽ tạo ra một trục đường bao biển dài, đẹp và đồng bộ, kéo dài từ Bãi Cháy qua Hầm đường bộ Cửa Lục tới Hòn Gai cho đến Cẩm Phả. Tuyến đường kết nối vịnh Hạ Long và vịnh Bái Tử Long, các khu du lịch, vui chơi giải trí, nghỉ dưỡng của Quảng Ninh.