至屏东县林边乡大鹏湾端（近东港镇界），续接大鹏湾环湾道路，贯穿整个台湾西部，是总长431.5公里（主线）的封闭式汽车专用道路系统。国道三号自北开始南行，依序经过基隆市、新北市、台北市、桃园市、新竹县、新竹市、苗栗县、台中市、彰化县、南投县、云林县、嘉义县、嘉义市、台南市、高雄市、屏东县。其中由于路段建设时的用地取得问题，在台中市与彰化县之间原本应该是南北走向的国道三号很例外地是呈现东西向的走向，自南部北上先经彰化县芬园乡，跨乌溪至台中市雾峰区、乌日区之后，再向西行至彰化县北部的彰化市，沿乌溪（俗称大肚溪