Theo Quy hoạch của Bộ Giao thông và Vận tải Việt Nam tại Quyết định 116/QĐ-BGTVT, công bố ngày 18 tháng 1 năm 2013, sân bay này sẽ là sân bay cấp 4E theo mã chuẩn của Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO) và sân bay quân sự cấp I, được sử dụng chung quân sự và dân dụng. Đường băng sẽ sử dụng đường băng hiện hữu, đảm bảo khai thác các loại máy bay A320/321 và tương đương hoặc các loại máy bay lớn như B777/B747 hạn chế tải trọng; đảm bảo khai thác các máy bay quân sự với sân bay quân sự cấp I.

Đối với hệ thống sân đỗ máy bay, giai đoạn đến năm 2020 sẽ cải tạo, nâng cấp sân đỗ hiện có đáp ứng 4 vị trí đỗ máy bay cho loại tàu bay code C, D hoặc 3 vị trí đỗ tàu bay code E hoặc tương đương; giai đoạn định hướng đến năm 2030, sẽ mở rộng sân đỗ máy bay đáp ứng 7 vị trí đỗ máy bay code C, D hoặc 5 vị trí đỗ tàu bay code E. Quy mô thiết kế và khai thác nhà ga nhằm phục vụ các chuyến bay nội địa, năm tính toán 2020, dạng 1,5 cao trình. Tiêu chuẩn tính toán mức C theo phân mức tiêu chuẩn phục vụ hành khách của IATA, với tổng diện tích mặt sàn là 5.000m2. Công suất tính toán 600.000 HK/năm (công suất khai thác thực tế có thể lên đến 1 triệu HK/năm) và 4.500 tấn hàng hóa/năm. Phương án mở rộng khi công suất tăng cao (dự kiến sau năm 2030) sẽ mở rộng nhà ga đạt diện tích 7.500m2, nâng công suất tính toán lên 1 triệu HK/năm (công suất khai thác thực tế 2 triệu HK/năm)[12].[13].

Theo tờ trình của Cục Hàng không Việt Nam, Cảng hàng không Thọ Xuân được quy hoạch là cảng hàng không quốc tế, sân bay cấp 4E (theo mã tiêu chuẩn của Tổ chức Hàng không dân dụng quốc tế - ICAO) có thể khai thác các tàu bay B787-9, A350-900 và tương đương trở xuống. Cảng hàng không quốc tế Thọ Xuân có công suất 5 triệu khách/năm và 25.000 tấn hàng hóa/năm.

Giai đoạn định hướng đến năm 2050 sẽ nghiên cứu và xây dựng đồng bộ khu hàng không dân dụng mới chỉ khi có nhu cầu tại khu vực phía Bắc của Cảng hàng không quốc tế Thọ Xuân. Tổng công suất các công trình phía Bắc đạt khoảng 20 triệu khách/năm.

Khu vực phía Nam sẽ được tiếp tục sử dụng và các công trình cung cấp dịch vụ sẽ được tính toán để chuyển dần sang khu vực phía Bắc khi cần phải tăng công suất để đảm bảo phù hợp với nhu cầu phát triển của cảng.