Su nomenclatura original era la oficial de la ruta , aunque desde 2003, como el resto de las autovías, comparte el identificador con las autopistas, lo que da como resultado la letra A refiriéndose (en este caso) a que es una autovía perteneciente al Ministerio de Fomento y el 3 que es el orden que sigue según el orden de autovías radiales, como la A-1 (N-1)Autovía del Norte Madrid-Burgos y Armiñón-San Sebastián, A-2 (N-2)Autovía del Nordeste (o Autovía de Aragón Madrid-Zaragoza), Madrid-Zaragoza y Barcelona-Gerona (por tramos), A-4 (N-4)Autovía de Andalucía o del Sur Madrid-Sevilla, A-5 (N-5)Autovía de Extremadura o del Suroeste Madrid-Badajoz y A-6 (N-6)Autovía del Noroeste Madrid-Las Rozas y Adanero-Arteijo; quedando denominada como la Autovía A-3 con trazado de Vallecas km 11-Valencia, Avenida del Cid.