Phương án tuyến đường kết nối cao tốc Vĩnh Hảo-Phan Thiết với trung tâm TP Phan Thiết dài khoảng 11,2 km, đi qua TP Phan Thiết và huyện Hàm Thuận Bắc. Điểm đầu (Km 0+000) tại ngã tư giao đường Lê Duẩn với đường Trường Chinh thuộc phường Phú Tài, TP Phan Thiết; điểm cuối (Km 11+200) giao với đường bộ cao tốc Bắc – Nam, đoạn Vĩnh Hảo – Phan Thiết tại Km 225+160 thuộc xã Hàm Hiệp, huyện Hàm Thuận Bắc.
Các vị trí giao chính: Tại Km 0+000 – giao với Quốc lộ 1A (đường Trường Chinh); tại Km 3+680 – giao với đường sắt Mương Mán, TP Phan Thiết; tại Km 8+700 – giao với đường sắt tốc độ cao; tại Km 9+179 – giao với đường sắt Bắc – Nam hiện hữu; tại Km 11+200 (cuối tuyến) – giao với đường bộ cao tốc.
Mô phỏng đường kết nối cao tốc Vĩnh Hảo-Phan Thiết với TP Phan Thiết.