Với mục tiêu xây dựng Túc Duyên thành chợ đầu mối (chợ loại I) với kiến trúc hiện đại, đảm bảo vệ sinh môi trường, chợ Túc Duyên được UBND tỉnh cấp giấy phép xây dựng năm 2008 cho Công ty TNHH Hà Thái làm chủ đầu tư và thi công. Tuy nhiên, do Công ty này vi phạm các quy định nên ngày 18/10/2009, UBND tỉnh đã ra Quyết định thu hồi giấy phép đầu tư xây dựng. Để chợ Túc Duyên sớm đi vào hoạt động, tháng 11/2010, UBND tỉnh đã cấp giấy chứng nhận đầu tư cho Công ty Cổ phần Đại Dương (Hải  Phòng), có chi nhánh  tại  Thái Nguyên làm chủ đầu tư và thi công. Theo thiết kế, chợ có diện tích sử dụng 1,85ha. Phía Bắc giáp với đường Bến Oánh và khu dân cư; phía Nam giáp với khu dân cư quy hoạch; phía Đông giáp với khu dân cư hiện có; phía Tây giáp với phường Trưng Vương. Quy mô chợ 2 tầng, gồm các hạng mục công trình: khu cổng chính, cổng phụ; kiốt 1 tầng, 2 tầng; siêu thị mini 2 tầng; đình chợ trung tâm 1 tầng; bãi đỗ xe; đường giao thông nội bộ trong khu chợ... Tổng vốn đầu tư thực hiện dự án là 58 tỷ đồng.

Tại buổi công bố, sau khi nghe chủ đầu tư, thi công trình bày chi tiết dự án, đại diện chính quyền địa phương, đại diện các hộ kinh doanh, buôn bán bày tỏ sự đồng tình với việc xây dựng chợ; đồng thời cũng đưa ra nhiều ý kiến đóng góp trong hệ thống thoát nước thải, ánh sáng... để đảm bảo cho các hộ kinh doanh tại chợ cũng như người dân vào mua hàng được thuận tiện, dễ dàng.