起点・城里町粟 - 石塚間は現道の東側、同町石塚 - 終点・那珂西間は現道の西側をバイパスする計画となっている。バイパス名称の「桂常北」とは、平成の大合併によって発足した城里町の旧自治体であった桂村と常北町を由来とする。城里町石塚市街地の現道区間には、クランク型交差点が存在し慢性的な渋滞が起こっているほか、市街地がある常陸台地から那珂川低地にかけて、急勾配・急カーブが複合する手這坂（てはいざか）があり、冬季に路面凍結が生じることから交通障害となっているため、走行性・安全性の向上を図るべく、石塚市街地を迂回するバイパスを計画し整備事業が進められている。
本県道の車線数は起点部を除いてほぼ全線2車線である。前橋市上細井町以南は前橋都市圏の南北幹線として終日混雑が激しく、また以北の南面道路に連なる区間も赤城山観光の表ルートとして機能しており、観光シーズンの混雑が著しい。赤城山上に（名目上でなく）実際に到達できる登山車道は県道ばかり3本があるが、通年通行可能なのは前橋赤城線のみである。
本県道は、前橋市の中心市街地に位置する本町五差路から同市富士見町赤城山に位置する赤城山頂までを結ぶ路線である。富士見地区内の区間は沿道に観光スポットが多い。前橋市富士見町小暮では赤城山頂の赤城神社「一之鳥居」として1965年（昭和40年）に建てられた高さ21.3mの「赤城大鳥居」を本県道がそのままくぐり抜ける。2011年以降、「まえばし赤城山ヒルクライム大会」のコースとしても注目されている。
市の南西部には、ダイハツ工業やとよすの本社・工場、リコーの池田事業所、第一屋製パンの大阪空港工場等が立地している。また、江戸時代中期頃に、伊丹酒と並んで有名であった池田酒の伝統を引き継ぐ、呉春酒造も健在である。
起点である大阪阿部野橋駅は、キタ、ミナミに並ぶ大阪有数の繁華街、阿倍野に置かれている阿部野橋ターミナルビル（あべのハルカス）に内包されている。大阪阿部野橋を出てすぐ、線路は高架に上がる。右へカーブしつつJR阪和線を跨ぐと間もなく河堀口駅。河堀口から線路はさらに右へカーブし、東住吉区へ移って北田辺駅、今川駅へと続く。今川を出てしばらくすると阪神高速14号松原線の高々架をくぐるが、その高々架の直下には地下鉄谷町線の駒川中野駅がある。南大阪線はさらに東住吉区内の住宅街を高架で進んで針中野駅、右手に長居公園や大阪芸術大学短期大学部大阪キャンパスを見ながら矢田駅と進む。矢田を出ると次第に密集していた住宅は間が開き始め、線路は大和川を渡る。大和川の手前に見える堤防沿いの細長い工事中の土地は、JRの阪和貨物線の廃線跡である。大和川より南は松原市となり、左手に阪南大学のキャンパスを眺めつつ、線路は高架から下りて地上に移り、古市検車区天美車庫を設置している河内天美駅に至る。線路は次の布忍駅を出てすぐ左へ急カーブを曲がる。そこからは右手に大阪府道12号堺大和高田線を眺めて走り、府道12号は次第に迫ってきて高見ノ里駅。さらに進むと松原市街地へ入っていき、河内松原駅に至る。河内松原駅は大阪阿部野橋から最初の準急停車駅であり、最初の緩急接続可能駅でもある。さらに美原、堺方面へのバスも発着しており、終日賑わいを見せる。河内松原を出ると線路は阪和自動車道をくぐって羽曳野市に入り、府道12号をくぐって住宅地を走り恵我ノ荘駅に至り、その後ゆるやかに左へカーブし高鷲駅に達する。高鷲を出てまもなく線路は藤井寺市に入り、右手に四天王寺大学のキャンパスが見えれば間もなく藤井寺駅である。四天王寺学園小学校が建っている所には2005年1月まで藤井寺球場があり、現在はオリックスと合併した近鉄バファローズの本拠地として栄えていた。藤井寺駅にはここから旧中央環状線を通って近鉄八尾駅方面に向かう便と、羽曳ヶ丘方面へ向かう便の、大まかに2種のバスが発着しており、交通の要衝となっている。また、藤井寺駅では大阪阿部野橋からの普通列車の大半が折り返すため、1本の引き上げ線があるものの、駅の東方が線路のぎりぎりまで建物がせり出している事情から引き上げ線は大阪阿部野橋方にある。そのため当駅折り返しの普通列車は到着後3回も折り返し作業をしなければならず、入出庫のつど藤井寺駅すぐ西側の踏切を通らねばならないために、この踏切は日中でも遮断機が長い時間にわたり開かない「開かずの踏切」となっている。藤井寺を出てしばらくは藤井寺市内の住宅街を走るが、西名阪自動車道をくぐると前方にある仲ツ山古墳を回り込むために左へ大きくカーブを切る。右へ曲がり旧国道170号をくぐるあたりで土師ノ里駅に着く。土師ノ里を出るとほどなく南大阪線最大の急カーブに至り、特急などの優等列車もここでは45km/hに速度を落として走行する。左手より道明寺線が合流して道明寺駅に至る。もともとは道明寺線の方が先に完成し南北に走る線路として開通していたため、後付けとなった南大阪線の方が急カーブを描く格好になっている。道明寺を出ると線路は再び羽曳野市に入り、西名阪自動車道をもう一度くぐる。西名阪のガードを抜けると風景は住宅地から一変して無花果などの畑が広がる。畑地帯を抜けると次第に羽曳野の市街地に移り、古市検車区を構える古市駅に至る。この駅では長野線と分かれるほか、この駅より先は長野線の富田林駅までと特急停車駅をのぞいて8両編成の電車は停車できなくなるため、車両の連結や切り離しが頻繁に行われる。