Theo Quy hoạch đã được Thủ tướng phê duyệt, tỉnh Thái Nguyên sẽ thực hiện quy hoạch mới 15 tỉnh lộ, với quy mô mỗi tuyến đạt cấp III, IV miền núi, 2 làn xe. Cụ thể, theo Quy hoạch tỉnh Thái Nguyên thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 222/QĐ-TTg, Thái Nguyên sẽ có thêm một tuyến đường cao tốc mới, đó là tuyến Vành đai 5 vùng Thủ đô Hà Nội.
Vành đai 5 qua Thái Nguyên có điểm đầu là ranh giới Bắc Giang - Thái Nguyên, điểm cuối là ranh giới Thái Nguyên - Vĩnh Phúc.
Giai đoạn 2021 - 2025, tuyến đường này là đường cấp II, 4 làn xe và đường đô thị 6 làn xe. Giai đoạn sau, khi có đủ nguồn lực đầu tư và yêu cầu về nhu cầu vận tải, thực hiện đầu tư hoàn thiện đường vành đai 5 có quy mô là đường cao tốc, 6 làn xe bằng phương án xây dựng đường cao tốc trên cao hoặc đường thông thường.
Đối với các tuyến quốc lộ hiện tại (QL 3, QL 1B, QL 37, QL 3C, QL 17, đường Hồ Chí Minh, đường Vành đai 5 Hà Nội khi chưa nâng thành cao tốc) sẽ được phát triển với quy mô đạt tối thiểu cấp II - IV với 2 - 4 làn xe.
20 tuyến tỉnh lộ hiện tại sẽ được nâng cấp, cải tạo đạt quy mô tối thiểu đường cấp III, IV miền núi với 2 làn xe. Đối với các đoạn tuyến đi qua đô thị, đảm bảo tuân thủ theo quy hoạch đô thị. Đối với các đoạn tuyến đi qua các khu dân cư tập trung, nghiên cứu quy mô, hướng tuyến theo điều kiện đặc thù khu vực.
Tính đến cuối năm 2020, hệ thống giao thông đường bộ của tỉnh Thái Nguyên có tổng chiều dài 4.823,8 km (không kể hệ thống đường thôn, xóm, nội đồng). Bao gồm một tuyến cao tốc, có tổng chiều dài 38,58 km; 7 tuyến quốc lộ có tổng chiều dài 276,54 km; 20 tuyến tỉnh lộ có tổng chiều dài 374,61 km; 159,44 km đường đô thị; 742,63 km đường huyện và 3.232 km đường xã.
