Theo quyết định phê duyệt của Thủ tướng Nguyễn Xuân Phúc, đô thị Hoà Lạc sẽ thuộc địa giới hành chính các huyện Quốc Oai, Thạch Thất và thị xã Sơn Tây (TP Hà Nội) – với quy mô nghiên cứu 17.274 ha. Phía bắc giáp với trục Hồ Tây – Ba Vì, phía đông là sông Tích, còn phía tây và nam giáp với tỉnh Hòa Bình.
Đô thị Hòa Lạc được định hướng là đô thị khoa học công nghệ, nơi tập trung trí tuệ và công nghệ tiên tiến, trung tâm đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, trung tâm nghiên cứu khoa học, công nghệ cao của cả nước, trung tâm đại học quốc gia và cao đẳng dạy nghề, trung tâm y tế, khám chữa bệnh, nghỉ dưỡng.
Đô thị này cũng sẽ là đô thị sinh thái – nghỉ dưỡng, đô thị khoa học – công nghệ theo hướng phát triển đô thị xanh, đô thị thông minh, tiết kiệm năng lượng, trung tâm vùng phía Tây Hà Nội.
Quy mô dân số năm 2025 dự kiến khoảng 150.000 người. Từ năm 2030, dân số tối đa khoảng 600.000 người – với tỷ lệ dân số đô thị khoảng 85%.
Đô thị Hòa Lạc có mô hình phát triển với 2 vùng đặc trưng. Vùng phát triển đô thị gồm khu công nghệ cao Hòa Lạc, khu Đại học quốc gia Hà Nội và khu đô thị mới – được phân chia và xác định bởi tuyến đường Đại lộ Thăng Long, tuyến cao tốc Hòa Lạc – Hòa Bình, quốc lộ 21, đường Hồ Chí Minh. Trong đó, 7 phân khu chức năng vùng phát triển đô thị gồm:
| Phân khu | Tên gọi | Diện tích (ha) | Dân số (người) | Chức năng |
| HL1 | Đại học Quốc gia Hà Nội | 1136,96 | 63.000 | Trung tâm đào tạo |
| HL2 | Khu công nghệ cao | 1350,31 | 100.000 | Trung tâm khoa học công nghệ |
| HL3 | Đô thị sinh thái | 666,86 | 43.500 | Đô thị sinh thái |
| HL4 | Đô thị sinh thái | 1.753,53 | 145.000 | Đô thị, đô thị sinh thái |
| HL5 | Đô thị sinh thái | 1.031,87 | 75.000 | Đô thị, đô thị sinh thái |
| HL6 | đô thị Phú Cát – Hòa Thạch | 970,65 | 84.000 | Công nghiệp, công nghệ cao, đô thị mật độ cao |
Riêng khu vực phía Bắc của Đại lộ Thăng Long là nơi triển khai xây dựng theo quy hoạch là khu Công nghệ Hòa Lạc và khu Đại học quốc gia Hà Nội.
Vành đai xanh là vùng bao quanh của nội thị, được phân định theo các tuyến đường vành đai của đô thị (đường Hồ Chí Minh, các tuyến đường tránh, đường vành đai đô thị) và các chức năng sử dụng đất đặc thù (vùng nông nghiệp, lâm nghiệp, đất quân sự), bao gồm khu vực nông nghiệp phía Tây sông Tích, khu sinh thái rừng núi Viên Nam, khu vực đệm xanh sân bay Hòa Lạc gắn với hồ Đồng Mô và rừng quốc gia Ba Vì.
Trước đó, trong tờ trình gửi Thủ tướng, UBND TP Hà Nội cho biết, quy hoạch chung đô thị Hòa Lạc nhằm phát triển khu vực này thành đô thị hiện đại đến 2030 và tầm nhìn đến 2050. Đô thị Hòa Lạc có vai trò giảm tải chức năng và áp lực về dân số cho đô thị trung tâm, là động lực thúc đẩy phát triển kinh tế – xã hội các quận, huyện ngoại thành.
