Tuyến ĐSĐT số 3, đoạn Nhổn – ga Hà Nội được khởi công xây dựng từ năm 2009 theo Quyết định số 1970/QĐ-UBND ngày 27/4/2009. Tuyến có chiều dài 12,5km (8,5km đi trên cao và 4km đi ngầm).
Điểm đầu của Tuyến tại ga Nhổn, chạy dọc Quốc lộ 32, qua Cầu Diễn, theo đường Hồ Tùng Mậu vượt qua đường vành đai 3, Xuân Thuỷ, Cầu Giấy đến trước công viên Thủ Lệ. Tại điểm này, tuyến bắt đầu hạ ngầm, chạy theo đường Kim Mã, qua khách sạn Horison và tiếp tục chạy thẳng qua Cát Linh, Quốc Tử Giám và kết thúc tại Ga Hà Nội.
Tuyến có 12 nhà ga, trong đó: 8 ga trên cao (Nhổn, Minh Khai, Phú Diễn, Cầu Diễn, Lê Đức Thọ, ĐH Quốc gia Hà Nội, Chùa Hà, Cầu Giấy) và 4 ga ngầm (Kim Mã, Cát Linh, Văn Miếu, Ga Hà Nội).
Nguồn: Thiết kế kỹ thuật Tuyến ĐSĐT số 3
