قطعه 1
حدفاصل تهران تا دوآب شهرستانك به طول تقریبی ۳۲ كیلومتر
این منطقه از تقاطع بزرگراه آزادگان و بزرگراه شهید همت شروع و با عبور از مناطق كن، سولقان و امامزاده عقیل و تونل تالون و دره لانیز به سه‌راهی شهرستانك می‌رسد.
اجرای ساخت این قسمت در اولویت بوده، زیرا باعث می‌شود قسمتی از راه فعلی كه از طریق كرج می‌گذرد حذف ‌شده و مسیر فعلی حدود 60 كیلومتر كوتاه‌تر شود.
 طول مسیر: حدود 32 كیلومتر.
 دارای دو خط رفت و دو خط برگشت و در قسمت‌های فراز یك خط كندرو به مسیر اضافه می‌شود.
 حداكثر شیب طولی مسیر: 6درصد.
 مجموع طول تونل‌های مسیر: حدود 5/31كیلومتر (در باند رفت و برگشت)
 تعداد تونل‌ها: 39 رشته
 تونل‌های بلند: تونل‌های تالون به طول 4900 متر
 تعداد پل‌های بزرگ (در مسیر رفت و برگشت): 25 دستگاه
 طول پل‌های بزرگ (در مسیر رفت و برگشت): 3137 متر طول (بلندترین پل این منطقه، پل شماره 6 با طول عرشه حدود 320 متر با ارتفاع حدود 80 متر از بستر رودخانه)
 عبور 45درصد مسیر معادل 15 كیلومتر از تونل و پل
 احداث 20 كیلومتر دیوار حائل در باند رفت و برگشت
 احداث 200 كیلومتر كانال‌های تاسیسات و هدایت آب‌های سطحی
 اجرای عملیات بتن‌ریزی 6/2 میلیون مترمكعب
 اجرای كابل‌كشی به طول 1700 كیلومتر در باند رفت و برگشت
 اجرای 20 كیلومتر لوله آتش‌نشانی
 نصب 215 دستگاه تابلو برق
 نصب 162 دستگاه جت جهت تهویه تونل‌های بلند منطقه
 عملیات كوهبری، ترانشه برداری و خاكریزی: حدود 12 میلیون مترمكعب

قطعه 2
حدفاصل دوآب شهرستانك تا پل زنگوله به طول تقریبی 22 كیلومتر
در این منطقه تونل‌های بلند البرز هریك به طول حدود 6400 متر حضور دارند با اجرای این قسمت، طول مسیر جاده فعلی كرج-چالوس حدود 5 كیلومتر كوتاه‌تر خواهد شد.
 طول مسیر: حدود 22 كیلومتر.
 دارای دو خط رفت و دو خط برگشت و در قسمت‌های فراز یك خط كندرو به مسیر اضافه می‌گردد.
 حداكثر شیب طولی مسیر: 6درصد.
 حداقل شعاع قوس‌ها:450 متر
 عملیات خاكی: حدود 53/2 میلیون مترمكعب
 تعداد پل‌های بزرگ: 28 دستگاه
 طول تقریبی پل‌های بزرگ: 2974 متر طول
 تعداد تونل‌ها: 57 رشته
 مجموع طول تونل‌های مسیر: حدود 34 كیلومتر
 تونل‌های بلند: تونل‌های البرز به طول تقریبی حدود 6400 متر
 عبور 69درصد مسیر از داخل تونل
 با احداث تونل‌های البرز، 5 كیلومتر مسیر فعلی كوتاه و گردنه‌های برف‌گیر حذف می‌شود.

قطعه 3
حدفاصل پل زنگوله تا سه‌راهی دشت نظیر به طول تقریبی 47 كیلومتر
  طول مسیر: حدود 47 كیلومتر
 دارای دو خط رفت و دو خط برگشت و در قسمت‌های فراز یك خط كندرو به مسیر اضافه می‌گردد
 حداكثر شیب طولی مسیر: 6درصد
 مجموع طول تونل‌های مسیر: حدود 5/33 كیلومتر (در باند رفت و برگشت)
 تعداد تونل‌ها: 92 رشته
 طول بلندترین تونل:1300 متر
 عبور 37درصد مسیر از داخل تونل
 تعداد پل‌های بزرگ (در مسیر رفت و برگشت): 38 دستگاه
 طول پل‌های بزرگ (در مسیر رفت و برگشت): حدود 6400 متر طول
 عملیات خاكی (خاكبرداری و خاكریزی): حدود 13 میلیون مترمكعب
قطعه سوم آزادراه تهران ــ شمال حدفاصل پل زنگوله ــ سه‌راهی دشت نظیر، به طول تقریبی 47 كیلومتر است، این مسیر دارای دو خط رفت و دو خط برگشت بوده و دارای 92 تونل رفت و برگشت به طول 33 كیلومتر و 500 متر و 38 پل
 خواهد بود.
 برای اجرای این منطقه مذاكره با شركت‌های واجد شرایط به منظور واگذاری كار به صورت طرح و ساخت به‌علاوه فاینانس در حال انجام است.

قطعه 4
حدفاصل سه‌راهی دشت نظیر تا چالوس به طول حدود 20 كیلومتر است.
  طول مسیر: حدود 20 كیلومتر
 دارای دو خط رفت و دو خط برگشت و در قسمت‌های فراز یك خط كندرو به مسیر اضافه می‌گردد.
 حداكثر شیب طولی مسیر: 4درصد.
 مجموع طول تونل‌های مسیر: حدود 1320متر (در باند رفت و برگشت).
 تعداد تونل‌ها: 4 دستگاه
 تعداد پل‌های بزرگ (در مسیر رفت و برگشت): 4 دستگاه
 طول پل‌های بزرگ (در مسیر رفت و برگشت): حدود 526 متر طول
 عملیات خاكی (خاكبرداری و خاكریزی): حدود 11 میلیون مترمكعب
این منطقه در حال بهره‌برداری و عملیات نگهداری و ایمن‌سازی جهت ارائه خدمات بهتر به خودروهای عبوری به طور مستمر در حال انجام است.
قطعه چهارم این آزادراه حدفاصل سه‌راهی دشت نظیر ــ چالوس به طول حدود 20‌كیلومتر است كه به صورت دو خط رفت و دو خط برگشت بوده و در قسمت‌های بلند آن یك خط كندرو نیز وجود دارد كه تابستان 94 زیر بار ترافیك رفته است.

از آزادراه ایران تا سدی در سریلانکا
توان مهندسی ایران نشان داده در همه جای جهان می‌تواند حرفی برای گفتن داشته باشد. چندی پیش سدی در سریلانکا توسط مهندسان ایرانی احداث و افتتاح شد که بیانگر توان بالای مهندسی ایرانی بود. این تونل آبی بزرگ‌ترین تونل آبی جهان به شمار می‌رفت و شرکت‌های بزرگ از اجرای آن خودداری کردند اما تیم متخصص ایرانی کار را آغاز و با موفقیت به پایان رساند. آزادراه تهران شمال هم که قرار بود توسط چینی‌ها ساخته شود دوباره به دست مهندسان ایرانی داده شد و طی چهار سال کار نیمه‌تمام 17ساله چینی‌ها را تمام کردند. مهم‌ترین فاز آزادراه تهران شمال قطعه یک است که 60 کیلومتر مسیر را کوتاه می‌کند اما چینی‌ها نتوانستند کار را پیش ببرند و کار به دست مهندسان ایرانی داده شد. معماری و ایمنی راه نشان‌دهنده توان و دقت بالایی است که برای این پروژه خرج شده و قطعه چهار که چهار سال زیر بار ترافیکی قرار دارد تاکنون تصادف منجر به فوت نداشته است.

مزایا و معایب اجتماعی و اقتصادی
بدون شک یکی از اساسی‌ترین ارکان توسعه پایدار در هر کشوری راه است و با توجه به وضعیت کنونی جاده کرج - چالوس (کندوان) به دلیل عدم ظرفیت محور ناشی از تردد بالا و وقوع سوانح مرگبار رانندگی در این مسیر غیرایمن، ساخت آزادراه تهران - شمال به عنوان یک شریان حیاتی امری اجتناب‌ناپذیر است.
اجرای کامل این طرح ملی بنا به گفته کارشناسان و مسؤولان مزیت‌های فراوانی به‌ویژه دسترسی آسان‌تر به کناره شمالی کشور، رونق اقتصادی شهرها، توسعه بخش حمل‌ونقل، صرفه‌جویی در مصرف و هزینه‌های سوخت، پویایی صنعت گردشگری، گسترش مراکز آموزشی، خدماتی و صنعتی شهرهای ساحلی غرب مازندران همراه خواهد داشت.
برآیند بررسی‌ها نشان می‌دهد با بهره‌برداری از آزادراه شمال، اتفاقات زیادی در شهرستان‌های منطقه غرب مازندران به وقوع خواهد پیوست که از مهم‌ترین آنها می‌توان به پیوستن شهرهای این مناطق به یکدیگر، تغییر در الگوی زندگی، به هم ریختن فضاها و بافت‌های اکولوژی شهری اشاره کرد  و در پی آن تضادهای فرهنگی، قومیتی و اقتصادی در بافت‌های اجتماعی شهرها، ظهور کلانشهرها و نیز دشواری مدیریتی در ارائه خدمات و معضل ترافیک درون‌شهری اشاره کرد.
در شرایط کنونی به‌رغم آن‌که هنوز این طرح ملی به بهره‌برداری نرسیده است شهرستان‌های غرب مازندران به دلیل برخورداری از موقعیت‌های ممتاز طبیعی مانند جنگل، دریا، کوه و جلگه پذیرای میلیون‌ها مسافر، گردشگر داخلی و خارجی است به نحوی که در این شرایط ارائه خدمات‌رسانی به سیل جمعیت ناخوانده و پنهان در این مناطق برای مسؤولان و برنامه‌ریزان را مشکل کرده است.
کارشناسان اعتقاد دارند در صورتی که زیرساخت‌ها و بسترهای لازم در حوزه‌های توسعه شبکه‌های حمل و نقل ارتباطی، بهداشتی، درمانی، پذیرایی، فرهنگی، اقامتی، رفاهی، تفریحی، گردشگری و انتظامی پیش از بهره‌برداری از این طرح در این مناطق فراهم شود، گشایش این آزادراه می‌تواند یک فرصت و عامل تحول در منطقه باشد ولی در غیر این صورت عامل تهدیدکننده محسوب خواهد شد.

​​​​​​​معایب زیست‌محیطی
به طور قطع عبور هر جاده و پروژه عمرانی از مناطق جنگلی همچون کوه‌های بین تهران و شمال، اثراتی بر محیط زیست و منابع طبیعی و اکولوژی آن منطقه دارد. پروژه‌هایی همچون احداث جاده‌های متعدد، انتقال لوله‌های گاز، ایجاد برق‌های فشار قوی و معادن می‌تواند خساراتی برای منابع طبیعی و حیات وحش ایجاد کند. اجرای چنین پروژه‌هایی باید به‌طور قطع با گزارش‌های ارزیابی زیست محیطی همراه باشد زیرا در این بخش سناریوهای مختلف تهیه مزایا و معایب ارزیابی کارشناسی می‌شود و به طور حتم سناریویی با کمترین تخریب برای منابع طبیعی، جنگل و محیط زیست انتخاب می‌شود.
در ابتدای کار احداث آزادراه تهران - شمال سازمان حفاظت محیط زیست در اجرای آن و تعیین مسیر ایراداتی را به این پروژه وارد و با ادامه آن مخالفت کرد؛ اما پس از این‌که پیمانکار آن متعهد شد برای حفظ جنگل‌ها، 250 تا 260 تونل و تعداد زیادی پل بسازد موافقت سازمان حفاظت محیط زیست را دریافت کرد. با این حال در سال‌های اخیر که ساخت پروژه آزادراه تهران-شمال جدی‌تر شد، دوباره نگرانی‌هایی نسبت به تبعات زیست محیطی آن ایجاد شد.
مجوزهای محیط زیست یکی از مسائلی است که طی سال‌های اخیر در رابطه با آزادراه افسانه‌ای تهران-شمال مطرح بوده است. گفته می‌شد قطعات 2 و 3 آزادراه مذکور مجوزهای لازم را از سوی سازمان محیط زیست ندارد. حتی در مقطعی سازمان جنگل‌ها و مراتع اعلام کرد در جریان ساخت آزادراه 
تهران-شمال بخش زیادی از منابع طبیعی شمال کشور تخریب شده است.
نگرانی دیگر درباره این بود که ممکن است ریزش سنگلاخ‌های ناشی از عملیات خاکبرداری این بزرگراه به داخل آبریزهای سد کرج وضعیت کمی و کیفی آب این سد را که تأمین‌کننده بخشی از آب شرب تهران و البرز است را تغییر دهد. نگرانی دیگر درباره ایجاد شهرک‌های مسکونی و تجاری در کنار آزادراه تهران-شمال است که خوشبختانه اعلام شده مجوز ساخت چنین مراکزی داده نخواهد شد.
در چند سال گذشته مطالعات دانشگاهی درباره تبعات محیط زیستی پروژه آزادراه تهران- شمال انجام‌گرفته که این تحقیقات نشان داده اجرای پروژه آزادراه تهران- شمال دارای خسارات محیط زیستی هست اما می‌توان با برنامه‌های مدیریتی پیامدهای پروژه را کاهش داد.
مسؤولان بنیاد مستضعفان هم می‌گویند در حین ساخت پروژه تهران-شمال کمترین صدمه به محیط زیست وارد شده است.