紀元前201年に漢朝の高祖が「涪県」（ふうけん）を設置して以来、2200年の歴史を有する。また伝説では、黄帝の妃で養蚕の祖でもある嫘祖は、市域内の塩亭県にあった西陵国出身とされる。またその子孫で夏王朝の創設者とされる禹は、父・鯀（こん）が西羌の汶山・石紐（現在の北川羌族自治県）に封じられたために同地で生まれたという。三国時代には「蜀道の咽喉」とされ、漢中と蜀とを結ぶ山岳地帯の通路の入口として戦略的に重要であり、後には綿州と改められた。三国時代の武将・蒋琬はこの地に葬られている。また多くの文学者ゆかりの地でもある。漢代の文豪・楊子雲は久しくこの地に住んだ。唐代の詩人李白は、父の転居に伴い少年時代を蜀郡・綿州の彰明県（現在の江油市）で過ごしたとされる。また北宋の文豪欧陽脩もこの地で生まれたとされる。その他、清代の学者・李調元、現代の小説家・沙汀、20世紀の科学者鄧稼先らもこの地の出身である。2008年5月12日に発生した四川大地震では震源地からもっとも近かったため、特に北川チャン族自治県に最大の被害を出した。
奥多摩湖から東京都・山梨県境を越えて山梨県側に入ると丹波山村で、多摩川源流地域ののどかな山間風景でカーブも緩やかである。その西側でそびえる鶏冠山（標高1716メートル）を避けるように、山の北麓で迂回するように道路が走る。国道411号の最高地点である柳沢峠付近は森林に囲まれた区間で、峠の南側で甲府盆地へと下る大菩薩嶺（標高2057メートル）の尾根の西麓付近では、急カーブが連続していて川や渓谷をいくつもの橋で越えてゆく。
青梅市以西の青梅街道区間は、行楽シーズンを中心に週末になると渋滞が発生しやすい。迂回路として、青梅市畑中一丁目交差点 - 奥多摩町古里駅前交差点まで、多摩川を挟んで東京都道45号奥多摩青梅線（吉野街道）が、同町海沢大橋交差点から、東京都道184号奥多摩あきる野線・愛宕トンネルを経由して愛宕大橋まで並行しており、これらを経由する車も多い。この道路は、東京都が国道411号のバイパスとして整備している多摩川南岸道路の一部となっている。
小袖川を渡ると、山梨県北都留郡丹波山村に入る。さらにアップダウンとカーブが続く。所々、丹波川沿いの集落へ続く下り坂がある。左手に丹波山温泉「のめこい湯」が見えると、山梨県道18号上野原丹波山線との交差点に至る。青梅街道の宿場町として栄えた中心部と、左眼下にみえる住宅街を過ぎると、丹波山村を抜けるまで集落がなく、暫く山間部に入る。一時、右手に川が見えるが、再び左手に川を見ながら並走する。羽根戸トンネル、丹波山トンネル、大常木トンネルを抜けると甲州市に入る。続くおいらん淵付近にある一之瀬高橋トンネルを抜けると、いくつかの急坂のヘアピンカーブを通り過ぎ、柳沢峠から先は甲州市街まで長い下り坂が続く。愛称「大菩薩ライン」とよばれる山岳道路区間の一部は、12月中旬から4月中旬まで冬季閉鎖のため通行できなくなる。山間部区間を下り終えると、甲州市街（旧塩山市街）の東側を塩山バイパスで通過し、市内勝沼町の等々力交差点で右折し旧甲州街道を笛吹市石和町を経て終点の甲府市中心部まで西進する。甲府市内の身延線善光寺駅付近、金手駅付近では昔の城下町時代の名残でクランク状に線形が折れ曲がっているところがある。
1982年4月1日、主要地方道八王子青梅線、主要地方道甲府青梅線を一般国道化。同じ八王子 - 甲府間を通る国道20号（甲州街道）に対し、途中の青梅市からになるが、青梅街道を踏襲するルートを辿る。青梅街道の踏襲区間では甲州裏街道と呼ばれることがある。
塩の利いた漬物であり、よく貯蔵に耐える。味噌は主として赤味噌である。ぬかみそを用いる一般的な漬物と異なる点は、味噌そのものが食用、調味料として用いられる点で、特に香りや味などに味噌の風味が移るのが喜ばれる。味噌に漬けた後の野菜はそのまま食べるが、肉や魚は焼いてから食べる（西京漬けなどが有名）。魚の場合、そのまま漬けると浸透圧で水分が溜まってしまうので、事前に塩を振り余計な水気を出しておくと良い。この手順は元々水っぽい魚でも味噌漬けとして利用しやすいというメリットにもなる。野菜はダイコン、ニンジン、ゴボウ、キュウリ、ショウガなど漬け込む食材は日乾しか陰干ししたもの、または一度塩漬けののちに水分を切って漬ける。一例としてナスの味噌漬けについて述べれば、初秋に採り入れたナスをへたのついたまま洗い、塩3.6リットル、水4.5リットルの塩水に3日間から4日間重しをして漬けて取り出し、水気を切って1日ほど風にかわかし、上等な赤味噌3kgを1.26リットルないし1.44リットルのみりんでゆるめたものと、上に述べたナス3.75kgと互い違いに層をなすように漬け込み、上面にはタケの皮で蓋をして目張りをして半年くらい冷所に静置する。さらに長期漬けるには新しい味噌と交換するのがよい。変ったところでは豆腐の味噌漬け、卵黄の味噌漬けが珍味として食される。