เริ่มต้นนับหลักกิโลเมตรที่ 0+000 จากสี่แยกยางตลาด ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 12 (ถนนศรีจันทร์) ในเขตเทศบาลตำบลยางตลาด อำเภอยางตลาด เข้าเขตอำเภอกมลาไสย อำเภอร่องคำ จังหวัดกาฬสินธุ์ ผ่านอำเภอโพธิ์ชัย อำเภอโพนทอง อำเภอหนองพอก จังหวัดร้อยเอ็ด ผ่านอำเภอเลิงนกทา จังหวัดยโสธร และเข้าเขตอำเภอดอนตาล สิ้นสุดที่แยกดอนตาล ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 2034 ในเขตเทศบาลตำบลดอนตาล อำเภอดอนตาล จังหวัดมุกดาหาร รวมระยะทางทั้งสิ้น 191.5 กิโลเมตร เป็นทางหลวง 2 ช่องจราจรตลอดสาย และ 4-6 ช่องจราจร ในช่วงเขตเทศบาล ซึ่งช่วงเขตเทศบาลตำบลเลิงนกทา-เทศบาลตำบลสามแยก อำเภอเลิงนกทา ได้ถูกกำหนดเป็นทางหลวงเอเชียสาย 121