Department for Transport förutspådde en "minskad nätverksprestanda" när en av fyra bilar blev förarlösa.
Men om förarlösa fordon utgör mellan 50 % och 75 % av bilarna, säger DfT:s forskare att de kommer att minska trängseln.
Den genomsnittliga tid som spenderas på stadsvägar vid rusningstid kommer att minska med 12,4 % när 25 % av fordonen är förarlösa.
DfT sade tidiga modeller av fordon agerade försiktigare och resultatet kunde bli en "potentiell minskning av effektiv kapacitet" på motorvägar och A vägar.
Men när fler människor tog tekniken och den blev en gemensam plats i landets vägnät, visade undersökningen att trafikstockningarna kunde minskas med 40 procent.
Steve Gooding, chef för bilforskningsproffset RAC Foundation, sade: " Det finns ett pris att få i form av snabbare och säkrare resor, men övergången till den världen kommer att bli en utmaning.
"Det finns cirka 32 miljoner konventionella bilar på Storbritanniens vägar - som förarlösa bilar kommer in, trafikflödet kan initialt bli värre snarare än bättre, potentiellt under många år.
"Mycket beror på hur en autonom bils parametrar är inställda och hur defensivt dessa fordon kommer att programmeras för att köra."
Studien använde programvara för att kartlägga bilarnas effekter på vägnätet.
DfT sade att rapporten var det första steget in i fler prövningar och forskning, att säkerställa förarlösa vårdar är "säkra och fördelaktigt för alla".
Transportminister John Hayes sade: "Denna spännande och omfattande studie visar att förarlösa bilar kan avsevärt förbättra trafikflödet i våra städer och städer, vilket ger stora fördelar för bilister inklusive minskade förseningar och mer tillförlitliga restider."
Ministrarna planerar också att utvidga det befintliga försäkringsskyddet till att omfatta förarlösa fordon som täcker enskilda personer när de kör och när de har lämnat över kontrollen till datorn.
I händelse av en olycka orsakad av tekniken, ett statligt samråd dokument tyder på att föraren och alla andra berörda bör kunna kräva från försäkringsgivaren och, i sin tur, försäkringsgivaren skulle kunna begära ersättning från tillverkaren.
I dokumentet lägger regeringen till att det kommer att införliva försäkringsförslag för automatiserade fordon framåt i den moderna transportlagen, som förväntas debatteras av parlamentsledamöter senare i år.
Förarlösa bilar skulle inledningsvis kunna leda till längre förseningar på Storbritanniens större vägar, enligt en regeringsrapport.