Theo phương án dự kiến, toàn hệ thống đường sắt Cát Linh - Hà Đông vận hành từ 5h đến 23h hàng ngày. Cụ thể, vào giờ bình thường, 6 đoàn tàu chạy, giờ cao điểm 9 đoàn tàu chạy theo hai hướng từ đầu đến cuối tuyến.
Đại diện Ban Quản lý dự án đường sắt (bộ GTVT) cho biết, các đoàn tàu chạy với tần suất đến ga 6-7 phút/chuyến, giờ cao điểm có thể 2-3 phút/chuyến. Để hành khách lên xuống, ở mỗi ga, đoàn tàu dừng lại khoảng 30 giây.
Lãnh đạo Bộ GTVT cho biết trong thời gian vận hành thử, Tổng thầu Trung Quốc sẽ hướng dẫn các nhân sự Việt Nam (được đào tạo tại Trung Quốc) thực hiện vận hành dự án. Quá trình này, hội đồng nghiệm thu Nhà nước, tư vấn độc lập Pháp (Liên danh Apave - Certifer – Tricc, do Việt Nam thuê), chủ đầu tư sẽ cùng giám sát và đưa ra đánh giá an toàn, kỹ thuật khai thác.
Trong đó, tư vấn Pháp sẽ có những đánh giá riêng. Nếu đạt các yêu cầu kỹ thuật, an toàn thì tư vấn Pháp mới cấp chứng chỉ cho dự án. Căn cứ chứng chỉ này, bộ GTVT sẽ bàn giao cho UBND TP.Hà Nội đưa vào khai thác thương mại.
Dự án đường sắt Cát Linh - Hà Đông có tổng chiều dài hơn 13 km, 12 nhà ga và 13 đoàn tàu. Mỗi đoàn tàu có 4 toa, sức chở hơn 900 người, tối đa 1.326 người, vận tốc thiết kế 80 km/h, vận tốc khai thác thương mại trung bình 35 km/h.