宮城県道264号大衡仙台線
沿革

江戸時代の仙台城の城下町には「北目町」「国分町」「北材木町」「新伝馬町」の4つの伝馬町があったが、このうち北材木町は「木町」とも呼ばれた。仙台城下では「〇〇に繋がる道」を「○○通」と呼ぶが、北材木町から北に向かい北山町[要曖昧さ回避]の覚範寺山門前までの道は「北材木町通」ではなく、通称の木町を用いて「木町通」（きまちどおり）と呼ばれるようになり、道路名「木町通」の両側の住所も「木町通」となった。木町通は伝馬町の北材木町に繋がる道だったため、城下と西から北西の郊外にある農村とを結ぶ重要な道となっていたが、木町通をバイパスするように1本西側の現・西公園通を大幅拡幅して仙台市電が通されたことで細道として残った。それでも商店街は続き、かつては通り中に仙台七夕を飾るほどの活気があった。通り毎からブロックごとに住所を割り当てる住居表示により、1968年（昭和43年）2月1日には北材木町とは全く異なる木町通沿い北部を「木町」に、1970年（昭和45年）2月1日には木町通沿い南部が柏木一丁目、木町通二丁目、木町通一丁目、春日町に変更された。旧城下の外へ向かう道路としてはかつての東山道の一部にあたるとされる奥州山道(通称・古街道)が、輪王寺より荒巻村(現・青葉区荒巻神明町)と七北田村(現・泉区野村)を経由して多賀城へと至るルートを形成しており、本道と重複・平行している。このうち輪王寺から水の森公園入口までの区間では自動車の通行が可能であるが、旧街道の道筋をそのまま利用しているため後述する県道指定された区間などを除き狭隘道路であり、自動車同士の離合が困難な区間が続く。
都市計画道路北四番丁大和町線（路線延長：14.4km）は、この木町通と北四番丁（作並街道、旧国道48号）との交差点から北に向かっていく道路として計画され、旧城下においては北九番丁を過ぎたあたりまでの木町通を拡幅し、そこからやや西よりに曲げ、道を新設して輪王寺の地下を通り、旧城下の外に出ていく。これより北側では1970年代までに、荒巻公苑団地の現・桜ケ丘三丁目と四丁目との間が道路用地として用意され、東北自動車道（1975年開通：仙台南IC〜泉IC）の上空を通る跨道橋、泉パークタウンの建設に合わせて同入口交差点から同中央交差点まで、さらに現・国道457号との重複区間のうち山越え区間のみが道路として供用されていたが、他のほとんどがそもそも道路として存在していない状況だった。
1980年（昭和55年）の宮城学院の桜ケ丘移転に合わせて荒巻公苑団地の区間が供用され、宮城県道37号仙台北環状線の整備が進んだ1980年代には泉パークタウンから北環状線までが供用開始された。1992年（平成4年）に北環状線から宮城学院前までが供用開始されると、泉パークタウン中央交差点から水の森3丁目交差点までの5.6kmが連続して利用できるようになった。1994年（平成6年）に都市計画道路北四番丁大衡線（路線延長：24.8km）に改称して路線が約10km延長され、1995年（平成7年）に県道大衡仙台線に指定された。
水の森3丁目交差点と都心部の間にある工区は、同交差点近くにあるフィンランド健康福祉センタープロジェクトと一体で施行され、建設の際には一括入札が行われた。すなわち同工区は、同プロジェクトの施設と都心部との間を繋ぐ最短路としての面も評価されて予算が付き、同プロジェクトが始まる2000年代から整備が本格化した。整備前の木町通は、北四番丁から北八番丁まで片側1車線の対面通行で、北八番丁から北側は南向き一方通行だった。
なお、荒巻本沢工区および北山工区は市道北四番丁大和町（その8）線に指定されており、開通後に順次、当県道に編入された。その一方で、両工区と並走し、以前からの開通区間を繋いでいる市道荒巻泉線の一部、市道中山街道線の一部、市道荒巻道線の全線、および、市道通町中山線の一部は、当県道に重複指定されている。
| 区間 | 延長 | 幅員 | 車線 | 最高速度 | 供用開始 | 事業費 | 位置 | 市町村 |
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| 吉岡・大衡工区 大和町吉田字八反田 〜大衡村大衡字八幡前 （大衡小学校前交差点） | 3.4km | 27m | 4車線 | 60km/h | 事業中 |  |  | 黒川郡大衡村 |
| 吉岡・大衡工区 大和町吉田字八反田 〜大衡村大衡字八幡前 （大衡小学校前交差点） | 3.4km | 27m | 4車線 | 60km/h | 事業中 |  |  | 黒川郡大和町 |
| 国道457号重複区間 大和町宮床字山田 〜同町吉田字八反田 | 3.0km |  | 2車線 | 50km/h |  |  |  | 黒川郡大和町 |
| 宮床工区 | 2,060m | 6.5(13.0)m | 2車線 | 50km/h | 2020年12月25日 | 030億円 |  | 黒川郡大和町 |
| 小野工区 | 1.6km | 6.5(11.0)m | 2車線 | 50km/h | 2013年7月31日 |  | Google マップ | 黒川郡大和町 |
| パルタウン大富区間 |  |  | 4車線 | 50km/h | 1988年? |  |  | 黒川郡大和町 |
| 大和町後藤 〜大和町石倉 | 1.4km |  | 4車線 | 60km/h | 2006年2月 |  |  | 黒川郡大和町 |
| 大和町石倉 〜泉区明通2丁目 | 2.7km |  | 4車線 | 60km/h | 2007年3月30日 |  |  | 黒川郡大和町 |
| 泉区明通2丁目 〜泉PT中央交差点 | 1,760m | 25m | 4車線 | 60km/h | 1992年 |  | Google マップ | 仙台市泉区 （旧泉市） |
| 泉PT中央交差点 〜泉PT入口交差点 | 5,600m | 40m | 6車線 | 60km/h | 1970年代 |  | Google マップ | 仙台市泉区 （旧泉市） |
| 泉PT中央交差点 〜泉PT入口交差点 | 5,600m | 40m | 4車線 | 60km/h | 1970年代 |  | Google マップ | 仙台市泉区 （旧泉市） |
| 泉PT入口交差点 〜長命ケ丘東交差点 | 5,600m | 40m | 4車線 | 60km/h | 1982年 |  |  | 仙台市泉区 （旧泉市） |
| 泉PT入口交差点 〜長命ケ丘東交差点 | 5,600m | 40m | 6車線 | 60km/h | 1982年 |  |  | 仙台市泉区 （旧泉市） |
| 桜ケ丘工区 | 5,600m | 40m | 6車線 | 60km/h | 1992年6月25日 |  | Google マップ | 仙台市青葉区 （旧仙台市） |
| 宮城学院付近 〜水の森3丁目交差点 | 5,600m | 40m | 6車線 | 60km/h | 1980年頃 |  |  | 仙台市青葉区 （旧仙台市） |
| 荒巻本沢工区 | 0798.3m | 25m | 4車線 | 60km/h | 2010年9月1日 | 066億円 | Google マップ | 仙台市青葉区 （旧仙台市） |
| 北山工区 | 1,233m | 24 - 44m | 4-6車線 | 60km/h | 2012年3月24日 | 125億円 | Google マップ | 仙台市青葉区 （旧仙台市） |
| 柏木工区 | 0524m |  | 4車線 | 50km/h | 2003年 |  | Google マップ | 仙台市青葉区 （旧仙台市） |
| 星陵工区 | 0282m | 30m | 4車線 | 50km/h | 2008年3月 |  | Google マップ | 仙台市青葉区 （旧仙台市） |
車線数は、交差点近くの右左折車線を除いた、上下線の合計。北山工区は、北山トンネルと側道との関係で変則的になり、北山トンネルのみの上下4車線の区間、それに側道1車線が加わった5車線区間、さらに側道2車線の6車線区間もある（地上では見かけ上、右折車線を除く上り2車線のみの区間もある）。