Phạm vi nghiên cứu có tổng chiều dài hơn 65km, trong đó đoạn qua tỉnh Đồng Nai dài hơn 34km và đoạn qua tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu (bao gồm đường kết nối vào cảng Cái Mép - Thị Vải) dài hơn 31km. Theo Quyết định số 326/QĐ-TTg về phê duyệt quy hoạch phát triển mạng đường bộ cao tốc Việt Nam đến năm 2020 tầm nhìn đến 2030, tuyến cao tốc Biên Hòa - Vũng Tàu đoạn từ Biên Hòa tới thị xã Phú Mỹ (Bà Rịa - Vũng Tàu) được đầu tư xây dựng với quy mô 6 làn xe, đoạn từ thị xã Phú Mỹ về TP Vũng Tàu được đầu tư xây dựng với quy mô 4 làn xe. Tuy nhiên, để phát huy hiệu quả của dự án và đảm bảo tính khả thi về tài chính, sơ bộ quy mô đầu tư đoạn từ Biên Hòa đến nút giao Long Thành sẽ chỉ còn 4 làn xe, mặt cắt ngang 24,5m; đoạn từ nút giao Long Thành về đến thị xã Phú Mỹ sẽ nâng lên thành 6 làn xe, mặt cắt ngang 32,25m; đường nhánh nối từ cao tốc vào cảng Cái Mép - Thị Vải đề xuất đầu tư theo quy mô 6 làn xe, mặt cắt ngang 30,5m và đoạn từ Phú Mỹ về Vũng Vằn (TP Bà Rịa) quy mô 4 làn xe, mặt cắt ngang 24,5m.
Trước đó, trong tháng 2-2020, Thủ tướng đã có văn bản đồng ý giao tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi đầu tư xây dựng dự án cao tốc Biên Hòa - Vũng Tàu trình Thủ tướng xem xét, quyết định chủ trương đầu tư. Đến cuối tháng 6-2020, Thủ tướng tiếp tục có văn bản đồng ý về nguyên tắc việc điều chỉnh, tách đoạn tuyến nút giao Vũng Vằn tới nút giao đường ven biển (dài 8km) thành đường địa phương.
