Đường vành đai 3 Hà Nội là tuyến giao thông đường bộ quan trọng của Hà Nội, dài khoảng 65 km, đi qua các quận và huyện Sóc Sơn, Bắc Từ Liêm, Nam Từ Liêm, Cầu Giấy, Thanh Xuân, Hoàng Mai, Gia Lâm, Đông Anh.

Đường vành đai 3 thực chất là kết hợp nhiều tuyến đường đã có sẵn, bao gồm toàn bộ các tuyến đường sau: đường cao tốc Bắc Thăng Long - Nội Bài, đường Phạm Văn Đồng, đường Khuất Duy Tiến, đường Nghiêm Xuân Yêm, cầu cạn Pháp Vân, cầu Thanh Trì, quốc lộ 1A mới đoạn từ cầu Thanh Trì đến Ninh Hiệp. Riêng đoạn từ Ninh Hiệp đến đường cao tốc Bắc Thăng Long - Nội Bài gồm nhiều đường nội thị nhỏ đi qua các điểm khống chế Việt Hùng - Đông Anh - Tiên Dương - Nam Hồng (nằm phía Nam của đường sắt vành đai Bắc).

Theo quy hoạch cho giai đoạn I, đoạn Nội Bài - Mai Dịch - Thanh Xuân - Pháp Vân - cầu Thanh Trì cấu thành bởi đường đô thị hai bên kết hợp với đường cao tốc đô thị ở giữa. Hiện đường cao tốc trên cao phía Nam cầu Thanh Trì đã hoàn thành đến đoạn đầu đường Nghiêm Xuân Yêm (gần sông Tô Lịch). Trong giai đoạn II, sẽ làm 8,912 km gồm 385 mét đường và 8.527 mét cầu cạn chính tuyến, gồm 4 làn cao tốc, 2 làn dừng khẩn cấp. Ngày 21 tháng 10 năm 2012, toàn tuyến đường cao tốc trên cao đường vành đai 3 đã được thông xe.

Trên đường vành đai 3 có 3 cây cầu lớn là  cầu Thăng Long, cầu Thanh Trì và cầu Phù Đổng. Đường vành đai 3 giao cắt với quốc lộ 5 ở Sài Đồng, đường cao tốc Thăng Long tại ngã tư Trần Duy Hưng.