โครงการรถไฟฟ้าสายสีน้ำเงิน ช่วงหัวลำโพง-บางแค และ บางซื่อ-ท่าพระ มีระยะทางประมาณ 14 กิโลเมตร เป็นโครงสร้างทางวิ่งใต้ดินในช่วงหัวลำโพง-ท่าพระ ระยะทางประมาณ 5 กิโลเมตร มีลักษณะเป็นทางวิ่งอุโมงค์คู่รางเดี่ยว มีสถานีใต้ดินจำนวน 4 สถานี และโครงสร้างทางวิ่งยกระดับในช่วงท่าพระ-บางแค ระยะทางประมาณ 9 กิโลเมตร มีสถานียกระดับ จำนวน 7 สถานี โดยเริ่มต้นจากเส้นทางเชื่อมต่อกับสถานีรถไฟฟ้าหัวลำโพงของรถไฟฟ้ามหานคร สายเฉลิมรัชมงคล เป็นเส้นทางใต้ดินตามแนวถนนพระรามที่ 4 เข้าสู่ถนนเจริญกรุง ผ่านวัดมังกรกมลาวาส ผ่านวังบูรพา เลี้ยวซ้ายเข้าถนนสนามไชย ลอดใต้แม่น้ำเจ้าพระยาที่ปากคลองตลาด ลอดใต้คลองบางกอกใหญ่ เข้าสู่ถนนอิสรภาพ แล้วเปลี่ยนเป็นโครงสร้างทางวิ่งยกระดับมีลักษณะเป็นทางวิ่งรางคู่บนเสาตอม่อบริเวณเกาะกลางถนนเข้าสู่สี่แยกท่าพระ ซึ่งเป็นสถานีร่วมกับโครงการรถไฟฟ้าสายสีน้ำเงิน ช่วงท่าพระ-บางซื่อ แล้ววิ่งไปตามถนนเพชรเกษม ผ่านบางไผ่ บางหว้า ภาษีเจริญ บางแค สิ้นสุดที่ถนนกาญจนาภิเษก