1966年(昭和41年)には郡山市内と新潟県北蒲原郡水原町(現阿賀野市)から新潟市の区間も国の直轄となり(後に1971年(昭和46年)には全線が指定区間となる)、東北地方建設局の磐城・郡山両国道工事事務所が福島県内を、北陸地方建設局の新潟国道工事事務所が新潟県内を担当し、改築事業に着手した。