ถนนสายนี้มีแนวคิดในการก่อสร้างมาตั้งแต่สมัยจอมพล ป.พิบูลสงคราม พร้อมกับโครงการถนนพุทธมณฑล และเคยมีการเสนอแนวเส้นทางโดยองค์การความร่วมมือระหว่างประเทศของญี่ปุ่น (JICA)[1] ต่อมามีการตั้งงบประมาณในสมัยผู้ว่าราชการกรุงเทพมหานคร รอ.กฤษฎา อรุณวงษ์ ณ อยุธยา แต่ไม่สามารถผลักดันโครงการได้สำเร็จเพราะมีการเปลี่ยนแปลงรัฐบาล

จนกระทั่งสมัยผู้ว่าฯ ดร.พิจิตต รัตตกุล จึงมีการตั้งงบประมาณก่อสร้าง 1,800 ล้านบาท และออกพระราชกฤษฎีกาเวนคืน มีกำหนดระยะเวลา 5 ปี (พ.ศ. 2539-2543) แต่มีปัญหางบประมาณเวนคืน ทำให้ต้องขยายอายุพระราชกฤษฎีกาออกไปอีก 5 ปี (พ.ศ. 2544-2548) และเพิ่มงบประมาณเป็น 2,800 ล้านบาท[2] กระทั่งปี พ.ศ. 2547 ในสมัยผู้ว่าฯ นายสมัคร สุนทรเวช การเวนคืนบริเวณสามแยกไฟฉายจึงเกิดขึ้น ตั้งแต่ปากซอยจรัญสนิทวงศ์ 31 (ซอยมารดานุเคราะห์) จนถึงซอยจรัญสนิทวงศ์ 31/1 และภายในซอยจรัญสนิทวงศ์ 31 ฝั่งทิศเหนือ ทำให้ต้องรื้อย้ายอาคารพาณิชย์ไปหลายคูหา แต่แม้จะมีการประกวดราคาไปแล้วเมื่อปี พ.ศ. 2546 ก็ยังไม่มีความคืบหน้าในการก่อสร้าง และเมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายน พ.ศ. 2548 คณะรัฐมนตรีได้เสนอให้ทางกรุงเทพมหานครทบทวนรูปแบบอีกครั้งหนึ่ง

ในสมัยผู้ว่าฯ นายอภิรักษ์ โกษะโยธิน ได้มีการต่ออายุพระราชกฤษฎีกาอีกครั้งหนึ่ง (พ.ศ. 2550-2554)[3] เพราะคณะรัฐมนตรีชะลอโครงการเนื่องจากขาดงบประมาณ ซึ่งทางสำนักโยธา กรุงเทพมหานคร ได้ออกแบบและกำหนดราคาก่อสร้างใหม่ โดยแบ่งการก่อสร้างในช่วงแรกออกเป็น 3 ตอน คือ ช่วงจากถนนพรานนก-ถนนพุทธมณฑล สาย 1, ช่วงถนนพุทธมณฑล สาย 1-ถนนกาญจนาภิเษก และช่วงสะพานข้ามถนนกาญจนาภิเษก ค่าก่อสร้างประมาณ 3,000 ล้านบาท ส่วนช่วงที่ 2 จะแบ่งงานก่อสร้างออกเป็น 2 ตอน คือจากถนนวงแหวนรอบนอก-พุทธมณฑล สาย 3 และพุทธมณฑล สาย 3-พุทธมณฑล สาย 4 แต่ยังไม่มีการจัดสรรงบประมาณ คาดว่าจะใช้งบประมาณในการก่อสร้างช่วงนี้ตอนละไม่เกิน 1,000 ล้านบาท รวม 2 ตอนประมาณ 2,000 ล้านบาท หรือหากรวมทั้งโครงการทั้งค่าเวนคืนและก่อสร้างคาดว่าจะต้องใช้งบประมาณสูงถึง 10,000 ล้านบาท