路是沙田发展成新市镇时的产物，于1980年代初成形。当时小沥源道被永久分拆，其中位于城门河道（原沙田海填剩的水道）右岸一段小沥源道被扩阔为双程分隔公路，兴建时该段小沥源道迁往东侧，而原址则封闭以扩阔。新路段在1980年通车，1981年4月3日当局将狮子山隧道公路向东北伸展约2240米（约至沙田第一城）的一段大涌桥路刊宪命名，余下通往现今石门交汇处的路段亦在1984年3月9日予以刊宪命名。大涌桥路的北端在1990年前与马鞍山路连接，至1990年与大老山公路的兴建，兴建后大涌桥路的北端改为石门交汇处。