天府大道北延线线路起于成都人民北路二环路口，经北星大道、成德大道，于新都军屯镇半边堰附近折向东北进入德阳境内，经三星堆遗址旁、南丰镇、跨越石亭江后，接入西二环，经长江西路，进入中心城区。路线全长约68公里，其中成都境内34公里，德阳境内34公里，全线採取轨道交通与公路複合建设。

比照天府大道南延线的建设标準，北延线主要技术标準为，成都境红线按照80米控制，“双8+辅4”断面设计；德阳境红线按照150米控制。全程按照城市干道功能定位，不设红绿灯，同步配套建设其他市政基础设施。