การเดินทางด้วยรถยนต์สามารถไปได้ 2 เส้นทางคือ

• โดยรถยนต์ จากจังหวัดพิษณุโลก ไปตามทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 11 แล้วแยกเข้าทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 1246 ถึงบ้านแพะแยกเข้าทางหลวงหมายเลข 1143 ผ่านอำเภอชาติตระการ แยกเข้าทางหลวงหมายเลข 1237 ผ่านบ้านบ่อภาคไปบรรจบกับเส้นทางแผ่นดินหมายเลข 1268 ถึงน้ำตกภูสอยดาว อุทยานแห่งชาติภูสอยดาว รวมระยะทางประมาณ 188 กิโลเมตร[3]
• สามารถเดินทางด้วยรถยนต์ ระยะทางประมาณ 133 กม. โดยใช้เส้นทาง อุตรดิตถ์-น้ำปาด (ทางหลวงหมายเลข 1047) ออกจากจังหวัดอุตรดิตถ์ พอถึง อ.น้ำปาดให้เลี้ยวรถเข้าไปใช้ ทางหลวงจังหวัด หมายเลข 1239 แล้วขับรถไปอีกประมาณ 46 กม. แล้วจึงเลี้ยวรถเข้าไปใช้ทางหลวงจังหวัดหมายเลข 1268 ขับรถไปประมาณ 19 กิโลเมตรก็จะถึง อุทยานแห่งชาติภูสอยดาว