Để thực hiện mục tiêu trên, một trong những nhiệm vụ trọng tâm thời gian tới là TP Hà Nội sẽ xây dựng đập trên hệ thống sông Hồng, sông Đuống để đảm bảo mực nước ổn định, phục vụ các hoạt động kinh tế - xã hội trên các dòng sông.

Theo đó, TP Hà Nội sẽ tiến hành nghiên cứu xây đập Xuân Quan trên sông Hồng và đập Long Tửu trên sông Đuống để dâng nước, cải thiện khả năng lấy nước vào hệ thống thủy lợi, góp phần làm "sống dậy" sông Tô Lịch. Nước từ sông Hồng, sông Tô Lịch sẽ có dòng chảy, thoát cảnh dòng sông chết, tích tụ nước thải như hiện nay.

Bên cạnh đó, để nâng cao mực nước sông Hồng, tăng khả năng lấy nước vào các sông Đáy, sông Nhuệ, sông Tô Lịch và hệ thống thủy lợi khác, thành phố Hà Nội sẽ tạm ngừng khai thác cát trên sông Hồng.

Sông Tô Lịch là con sông với hơn 2.000 năm lịch sử, từng là một hào nước thiên nhiên quy mô lớn bao quanh thành Thăng Long, giữ vai trò là một tuyến đường thủy quan trọng và phần nào xác định ranh giới của kinh đô xưa kia. Con sông này từng mà một nhánh chảy từ sông Cái (nay là sông Hồng) và có kết nối với Hồ Tây.

Năm 1889, người Pháp đã lấp một phần của sông Tô Lịch để xây dựng 36 phố phường. Sau khi hai cửa sông bị chặn lại hoàn toàn, không còn liên kết với sông Hồng hay thông với Hồ Tây, con sông này dần trở thành một con sông ô nhiễm nặng nề vì phải chứa lượng nước thải khổng lồ từ thành phố.

Trước đó, TP Hà Nội cũng đã có nhiều lần nỗ lực làm sạch sông Tô Lịch, song đều không thành công.

Năm 2009, thành phố đã xem xét một phương án là bơm nước từ sông Hồng vào Hồ Tây và sau đó là vào sông Tô Lịch để thúc đẩy dòng chảy tự nhiên. Song vì nhiều trở ngại, dự án này không được thực hiện.

Vào tháng 6/2019, một phần của sông Tô Lịch dài hơn 200m đã được xử lý ô nhiễm bằng công nghệ Bio-nano của Nhật Bản, công nghệ này được kỳ vọng có khả năng phân hủy hoàn toàn lớp bùn ở đáy sông mà không cần phải nạo vét. Tuy nhiên, cách tiếp cận này không đạt kết quả cuối cùng mong đợi

Sau đó 1 tháng, một cơn mưa lớn khiến sông Tô Lịch bỗng dưng nhận được lượng nước lớn, ước tính khoảng 1 triệu khối từ Hồ Tây. Điều này đã giảm đi đáng kể mùi hôi của con sông này, nước sông cũng chuyển từ màu đen sang xanh hơn.

Tận dụng kết quả này, Công ty Thoát nước Hà Nội đã đề xuất một kế hoạch đầu tư trị giá 150 tỷ đồng để xây dựng trạm bơm nước từ sông Hồng vào Hồ Tây và sông Tô Lịch. Dù vậy, đến nay kế hoạch này vẫn chỉ nằm trên giấy và tình trạng ô nhiễm của sông Tô Lịch chưa có gì thay đổi.

Cũng trong năm 2019, Hà Nội cũng đã thử nghiệm việc làm sạch sông Tô Lịch sử dụng chế phẩm Redoxy-3C tại khu vực phường Nghĩa Đô, quận Cầu Giấy. Báo cáo ban đầu cho thấy một số cải thiện tích cực về mức độ ô nhiễm và mùi hôi của dòng sông. Song phương pháp này vẫn chỉ dừng lại ở giai đoạn thử nghiệm và không được triển khai rộng rãi.