Nhà máy có hệ thống thu gom và xử lý nước thải tập trung quy mô lớn với công suất 270.000 m3/ngày đêm. Dự án sử dụng vốn vay ODA của Nhật Bản (JICA) với tổng mức đầu tư 61.566 triệu Yên Nhật tương đương 16.293,44 tỷ đồng Việt Nam trong đó vốn vay ODA của Cơ quan hợp tác Quốc tế Nhật Bản JICA chiếm 84,14%.
Dự án xây dựng hệ thống thu gom và nhà máy xử lý nước thải Yên Xá được kỳ vọng làm “sống lại” các con sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét và một phần sông Nhuệ với tổng chiều dài các loại cống khoảng trên 52 km bao gồm các quận: Ba Đình, Cầu Giấy, Thanh Xuân, Đống Đa, Hoàng Mai, Hà Đông và Thanh Trì với khoảng 4.874 ha, dân số đến 2020 vào khoảng 900.000 người.
Phần lớn hệ thống cống thu gom sẽ được thi công bằng công nghệ khoan kích ngầm, phương pháp này sẽ giúp tránh được việc vận hành phức tạp của các trạm bơm, quỹ đất yêu cầu nhỏ hơn.
Đặc biệt việc thi công cống được thực hiện dưới các dải cây xanh và dưới lòng sông, làm giảm ảnh hưởng xấu của hoạt động thi công lên hệ thống hạ tầng giao thông, hạn chế tác động tới môi trường và cư dân xung quanh.