แนวเส้นทางเริ่มต้นที่ถนนกาญจนาภิเษกด้านตะวันออกในเขตคันนายาว กรุงเทพมหานคร โดยเส้นทางจะผ่านเขตพื้นที่เขตมีนบุรี เขตหนองจอก แล้วหลังจากนั้นจะผ่านเข้าพื้นที่จังหวัดฉะเชิงเทรา จังหวัดปราจีนบุรี แล้วสิ้นสุดที่ชายแดนไทย-กัมพูชา อำเภออรัญประเทศ จังหวัดสระแก้ว รวมระยะทางประมาณ 204 กิโลเมตร และมีแผนในการพัฒนาทางหลวงสายหลักสายเดิมให้เป็นทางหลวงพิเศษระหว่างเมือง เพื่อลดงบประมาณค่าก่อสร้าง โดยเป็น 1 ใน 2 โครงการนำร่อง โดยอีกสายหนึ่งคือทางหลวงพิเศษหมายเลข 5 ช่วงนครสวรรค์-พิษณุโลก[1]