Mellom Vadheim og Sande i Gaular kommune ble veien utbedret og lagt om i 2013–2016: ny tunnel langs Øksdalsvatnet, veien ble lagt utenom Sande sentrum med bro over Gaula («Sandafossbrua»). Strekningen var smal og veibanen hadde liten bæreevne, og var dels rasfarlig. Nord for Sande ble den gamle utbedret med fjellskjæring og fyllmasser. Anleggsarbeidet ble igangsatt i 2013, og var ferdig 2016. Strekningen fikk 760 meter ny tunnel, 5 broer og 5 kulverter, arbeidet omfattet 9 km hovedvei. Samlet kostnad var 680 millioner kroner Fylkesvei 610 ble lagt i kulvert under E39 ved Sande og adkomst til E39 skjer på ramper slik at E39 ikke får kryssende trafikk. Strekningen ble åpnet 27. juni 2016. Traseen forbi Sande sentrum ble skissert som et alternativ i 1898.