Tiểu dự án 2 bao gồm các hạng mục: mở rộng đường chính từ ngã tư Thủ Đức đến phía bắc nút giao Trạm 2 (3 km); xây mới đường song hành hai bên đoạn từ cầu Sài Gòn đến cầu Rạch Chiếc và đoạn đường chui dưới cầu Rạch Chiếu, dài tổng cộng 3,3 km. Tổng mức đầu tư của Tiểu dự án 2 là 518,2 tỷ đồng, trong đó có 289,75 tỷ đồng được vay từ Quỹ Đầu tư phát triển địa phương (LDIF) của Ngân hàng Thế giới (WB), thời gian vay là 14 năm.
Giai đoạn 2 đã bắt đầu thi công và dự kiến sẽ hoàn thành vào đầu năm 2015.
