Tiểu dự án 2 có chiều dài 11km đi qua địa phận huyện Hoằng Hóa và TP Thanh Hóa, có tổng mức đầu tư 2.403 tỷ đồng, thời gian thi công 18 tháng, tốc độ thiết kế 80km/giờ. Cầu Nguyệt Viên bắc qua sông Mã khởi công xây dựng vào tháng 11/2013 do liên danh nhà thầu Cienco 1 và Tổng công ty xây dựng Công trình giao thông 4 (Cienco 4) xây dựng.
Ông Trịnh Văn Chiến, Chủ tịch UBND tỉnh Thanh Hóa cho biết cầu Hoàng Long (vượt sông Mã để vào TP Thanh Hóa - trên QL 1A hiện nay) thường xuyên ách tắc nên việc hoàn thành cầu Nguyệt Viên sẽ góp phần giải tỏa cho phương tiện lưu thông trên QL 1A.
Phát biểu tại lễ hợp long, Thứ trưởng GTVT Nguyễn Hồng Trường chỉ đạo các nhà thầu tập trung nhân lực, máy móc để hoàn thành, đưa dự án vào khai thác đúng ngày kỳ niệm thành lập Đảng Cộng sản Việt Nam, 3/2/2015. Việc hoàn thành dự án này sẽ tạo sự đồng bộ, thông suốt của QL1 A từ Hà Nội và Hà Tĩnh (dự kiến hoàn thành vào 31/12 tới).
Cầu Nguyệt Viên dài 1.045m, gồm 22 nhịp, mặt cầu rộng 20,5m, đầu tư hoàn chỉnh theo quy mô 4 làn xe, thi công theo phương pháp đúc hẫng cân bằng. Ngoài cầu Nguyệt Viên, tiểu dự án này còn có cầu vượt đường sắt với chiều dài 326m, cầu Sông Tào qua sông Lạch Trường dài 537m.
