Đây là những dự án trọng điểm quốc gia, được đầu tư bằng nguồn vốn vay ODA của Chính phủ Nhật Bản và vốn đối ứng của Chính phủ Việt Nam (trừ Nhà khách VIP A). Các dự án này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển kinh tế, xã hội của cả nước nói chung và TP Hà Nội nói riêng.

Công trình Nhà ga hành khách T2 Nội Bài được khởi công ngày 4/12/2011 do Tổng công ty Cảng hàng không Việt Nam làm chủ đầu tư, với tổng mức đầu tư gần 1 tỷ USD vốn vay ODA. Nhà ga hành khách T2 có diện tích sàn 139.216 m2, công suất phục vụ ngày cao điểm đáp ứng được 30.000 hành khách, với 230 lượt cất hạ cánh, công suất đáp ứng 10 triệu hành khách/năm (giai đoạn 2015 đến 2020) và 15 triệu hành khách/năm (giai đoạn 2020 đến 2030). Nhà ga hành khách T2 đi vào hoạt động sẽ khắc phục được tình trạng quá tải nghiêm trọng trong thời gian vừa qua tại nhà ga T1, đảm bảo lưu lượng vận chuyển hiện tại cũng như trong tương lai, khắc phục được những hạn chế trong quản lý và khai thác. Ngày 25/12/2014, Nhà ga T2 đã đón những hành khách đầu tư trên chuyến bay quốc tế. 

Công trình Nhà khách VIP A (Cảng Hàng không quốc tế Nội Bài) được khởi công ngày 19/5/2014, với tổng vốn đầu tư hơn 300 tỷ đồng từ Quỹ đầu tư phát triển của Tổng công ty Cảng hàng không Việt Nam.Nhà khách rộng 26.100 m2, được thiết kế hiện đại, đồng bộ với nhà ga T2, thuận tiện đón tiếp các đoàn lãnh đạo cấp cao của Việt Nam đi thăm các nước, cũng như đón tiếp các đoàn lãnh đạo cấp cao của các nước đến thăm Việt Nam theo đúng nghi thức ngoại giao quốc tế.

Công trình cầu Nhật Tân và đường dẫn hai đầu cầu được Thủ tướng Chính phủ cho phép đầu tư và Bộ GTVT quyết định đầu tư bằng nguồn vốn vay của Chính phủ Nhật Bản, vốn đối ứng của Chính phủ Việt Nam và vốn giải phóng mặt bằng của TP Hà Nội. Dự án có tổng mức đầu tư gần 13.600 tỷ đồng, dài gần 9 km, trong đó cầu Nhật Tân dài 3.755 m là cầu dây văng liên tục 5 trụ tháp. Đây là một trong số rất ít cầu dây văng liên tục nhiều nhịp trên thế giới. 

Công trình đường nối từ sân bay Nội Bài đến cầu Nhật Tân được đầu tư xây dựng để kết nối trung tâm thủ đô với sân bay Nội Bài, cũng là kết nối tuyến Nhật Tân - Nội Bài với tuyến Bắc Thăng Long - Nội Bài, nhằm giảm bớt lượng giao thông trên tuyến Bắc Thăng Long - Nội Bài; đồng thời đáp ứng nhu cầu kết nối giao thông trong khu vực, phục vụ chiến lược phát triển sân bay Nội Bài; hoàn thiện đường trục chính của Cảng hàng không quốc tế Nội Bài theo quy hoạch đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt và góp phần hoàn chỉnh mạng lưới giao thông, tạo hình ảnh Thủ đô văn minh, hiện đại. Dự án có tổng mức đầu tư 6.742 tỷ đồng, dài 12,1 km. 

Theo Thứ trưởng Nguyễn Hồng Trường, các dự án này đều đã hoàn thành theo đúng thiết kế phê duyệt và không có dự án nào vượt tổng mức tổng đầu tư.