ลักษณะโครงการเป็นสะพานยกระดับ สร้างขึ้นเพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการรองรับการจราจร จากบริเวณสะพานสมเด็จพระปิ่นเกล้าจนถึงทางแยกตลิ่งชัน ถนนบรมราชชนนีทั้งขาเข้าและขาออก และเพื่อแยกการจราจรของยวดยานที่ต้องการเดินทางระยะไกลออกจากยวดยานที่เดินทางในระยะใกล้ ตั้งแต่สะพานสมเด็จพระปิ่นเกล้าจนถึงทางแยกตลิ่งชันบนถนนบรมราชชนนี เริ่มที่เกาะกลางจากทางแยกอรุณอมรินทร์ถึงพุทธมณฑล สาย 2 โดยขาออกจะขึ้นที่ทางแยกอรุณอมรินทร์ ลงได้ 3 จุดที่ตลิ่งชัน หน้าหมู่บ้านกฤษดานคร และใกล้วงแหวนฉิมพลี ไม่มีทางขึ้นระหว่างทาง ส่วนขาเข้าขึ้นที่ต้นทางก่อนถึงพุทธมณฑล สาย 2 ขึ้นได้ที่หน้าหมู่บ้านกฤษดานครและตลิ่งชัน และจะไม่มีทางลงระหว่างทาง[1]

ทางคู่ขนานลอยฟ้า ถนนบรมราชชนนีแบ่งเป็น 2 ช่วง ได้แก่

ช่วงที่หนึ่ง อยู่ในความรับผิดชอบของกรุงเทพมหานคร ระยะทาง 4.515 กิโลเมตร จากบริเวณทางแยกอรุณอมรินทร์ถึงทางแยกต่างระดับสิรินธร เป็นทางยกระดับโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก และคอนกรีตอัดแรง บนถนนบรมราชชนนี สูงเหนือผิวจราจรเดิมประมาณ 12.00 เมตร กว้าง 19.45 เมตร มีช่องทางจราจร 5 ช่องทาง (ช่วงทางแยกอรุณอมรินทร์ถึงทางแยกบรมราชชนนี) และ 4 ช่องจราจร (ช่วงทางแยกบรมราชชนนีถึงทางแยกต่างระดับสิรินธร) ช่องทางละ 3.50 เมตร ไหล่ทางข้างละ 1.25 เมตร แบ่งเป็นช่องทางขาออก 2 ช่องทาง และช่องทางขาเข้า 2 ช่องทาง พื้นผิวจราจร คอนกรีตเสริมเหล็กและปูทับหน้าด้วยแอสฟัลท์ผสมร้อนหนา 5 เซนติเมตร พร้อมเกาะกลางเพื่อแยกทิศทางการจราจร[2]

ช่วงที่สอง อยู่ในความรับผิดชอบของกรมทางหลวง ระยะทาง 9.363 กิโลเมตร ต่อเนื่องกับทางช่วงแรกจากทางแยกต่างระดับสิรินธร-แยกพุทธมณฑล กม.3+386 ถึงถนนทางแยกต่างระดับฉิมพลี กม.13+200 ไปสิ้นสุดโครงการบริเวณเลยจุดข้ามทางแยกพุทธมณฑล สาย 2 ไป 500 เมตร โดยลักษณะโครงการเป็นสะพานยกระดับสูง 15.00 เมตร กว้าง 19.50 เมตร ขนาด 4 ช่องจราจร แยกทิศทางไปกลับข้างละ 2 ช่องจราจร กว้างช่องละ 3.50 เมตร มีทางขึ้นลง 2 แห่ง นอกจากนี้ ยังขยายถนนในระดับพื้นล่างเพิ่มจาก 8 ช่องจราจร แบ่งเป็น 12 ช่องจราจร แบ่งเป็นช่องทางด่วน 6 ช่องจราจร กว้างช่องละ 3.50 เมตร และทางคู่ขนานด้านละ 3 ช่องจราจร กว้างช่องละ 3.00 เมตร พร้อมทั้งก่อสร้างสะพานกลับรถอีก 2 แห่งเพื่อใช้กลับรถด้วย[3]