Quy hoạch Công viên văn hóa lịch sử Ngũ Hành Sơn được cấu trúc theo ý tưởng kết nối 5 ngọn núi của Ngũ Hành (Kim, Mộc, Thủy, Hỏa và Thổ sơn) với sông Cổ Cò và biển Đông với tổng diện tích 138,9 ha, bao trùm cả khu danh thắng Non Nước - Ngũ Hành Sơn và một số vùng phụ cận, gồm 7 phân khu chức năng.

Trong đó, khu trung tâm lễ hội (11,6 ha) với đường trục tâm linh nối từ núi Tam Thai đến sông Cổ Cò, có thể đáp ứng khoảng 50.000 người/ngày lúc cao điểm và 10.000 người/ngày lúc bình thường. Khu bảo tàng đá - công viên Ngũ Hành (9,4 ha) gồm các hạng mục bảo tàng đá (hang động ngầm), công viên truyền thuyết Ngũ Hành, sân khấu ngoài trời. Khu chùa Quan Thế Âm (2,1 ha) gồm tượng Quán Thế Âm, quảng trường hành lễ, hồ sen, nội viện chùa Quán Thế Âm.

Khu làng hành hương và dịch vụ du lịch nghỉ dưỡng (5,2 ha) gồm khu tiếp đón, khu nhà nghỉ 5 tầng và 2 tầng. Khu Vườn tượng (16,6 ha) gồm quảng trường, công viên, đại lộ tượng, nhà trưng bày, sân khấu biển diễn, nhà hàng – bar, hồ sen. Ngoài ra còn có khu buôn bán đá mỹ nghệ (14,8 ha) và khu danh thắng bảo tồn (55,5 ha).

Đối với khu phố buôn bán đá mỹ nghệ, sẽ tổ chức khu phố kiểu nhà ở kết hợp buôn bán và gia công đá mỹ nghệ theo mô hình làng nghề truyền thống, khuyến khích người dân làm đẹp khu phố bằng cách trồng hoa, trang trí mặt tiền theo hướng sinh động. Tại khu vực này sẽ tổ chức hành lang đi bộ có mái che rộng 3m nằm phía trước mặt tiền đường Huyền Trân Công Chúa (phía đối diện với núi Thủy Sơn) nhằm tạo sự đồng bộ về kiến trúc và thuận tiện cho du khách tham quan, mua sắm. 

Chủ tịch UBND thành phố giao UBND quận Ngũ Hành Sơn chủ trì, phối hợp với các đơn vị liên quan tổ chức bàn giao mốc giới trên thực địa, công bố và niêm yết công khai đồ án quy hoạch được duyệt trên các phương tiện thông tin đại chúng và tại địa điểm quy hoạch; đồng thời thường xuyên kiểm tra, xử lý các trường hợp xây dựng, cơi nới trái phép tại khu vực dự án.

Công viên văn hóa lịch sử Ngũ Hành Sơn được quy hoạch thành khu vực có giá trị đặc biệt, hội tụ các yếu tố bảo tồn văn hóa di tích, tôn tạo không gian kiến trúc cảnh quan, phát triển kinh tế xã hội, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững, hòa nhập hữu cơ và đời sống xã hội.

Được biết, dự án cần nguồn vốn đầu tư ít nhất 2.000 tỉ đồng và theo thống kê sơ bộ, có hơn 1.600 căn nhà, trong đó có 1.042 căn xây dựng kiên cố, bị ảnh hưởng.