Theo đề án, mục tiêu của Đại học Bách khoa Hà Nội là trở thành cơ sở giáo dục đại học hiện đại, thuộc nhóm hàng đầu châu Á trong lĩnh vực kỹ thuật và công nghệ; là trung tâm xuất sắc về đào tạo, phát triển tài năng, nghiên cứu và đổi mới sáng tạo giữ vai trò dẫn dắt trong hệ thống giáo dục đại học Việt Nam ở các ngành phục vụ phát triển công nghệ và công nghiệp chiến lược (bao gồm các lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, an ninh mạng, chuỗi khối, điện tử, bán dẫn, chip, công nghệ số, robot và tự động hoá, năng lượng, môi trường, công nghệ sinh học, vật liệu tiên tiến...); đóng góp tích cực vào phát triển kinh tế - xã hội của Thủ đô Hà Nội, của vùng Đồng bằng sông Hồng và của cả nước.
Định hướng đến năm 2035, Đại học Bách khoa Hà Nội là trung tâm nghiên cứu, đổi mới sáng tạo xuất sắc đứng đầu cả nước về khoa học, kỹ thuật và công nghệ, được xếp hạng trong nhóm 100-150 khu vực châu Á theo các bảng xếp hạng quốc tế uy tín.
Đến năm 2045, Đại học Bách khoa Hà Nội trở thành cơ sở giáo dục đại học thuộc nhóm 100 trường hàng đầu châu Á trong lĩnh vực kỹ thuật và công nghệ, có danh tiếng trong khu vực và thế giới về khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo; giữ vai trò quan trọng thúc đẩy phát triển hệ thống giáo dục đại học Việt Nam; đóng góp quan trọng vào phát triển kinh tế - xã hội của Thủ đô Hà Nội, vùng Đồng bằng sông Hồng và cả nước.
Để thực hiện mục tiêu này, một trong những nhiệm vụ trọng tâm là đầu tư xây dựng cơ sở 2 của Đại học Bách khoa Hà Nội tại tỉnh Hưng Yên. Chính phủ yêu cầu UBND tỉnh Hưng Yên phối hợp cùng các bộ, ngành liên quan hỗ trợ nhà trường mở rộng không gian phát triển tại huyện Văn Giang, đảm bảo phù hợp với các quy hoạch có liên quan. Bên cạnh đó, trường sẽ hoàn thiện mô hình phát triển theo hướng tự chủ, hiện đại, hội nhập quốc tế, thúc đẩy nghiên cứu khoa học và đổi mới sáng tạo. Đồng thời, Đại học Bách khoa Hà Nội sẽ nghiên cứu và đề xuất cơ chế, chính sách thu hút các cá nhân, tổ chức và doanh nghiệp đầu tư vào nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ và đổi mới sáng tạo, tạo ra một hệ sinh thái đổi mới sáng tạo tích hợp chặt chẽ với hệ sinh thái quốc gia, nhằm tạo môi trường nghiên cứu và khởi nghiệp năng động.
