国道3号
本路線と同じく北九州市と鹿児島市を福岡市・熊本市経由で結ぶJR九州鹿児島本線・肥薩おれんじ鉄道(元鹿児島本線)・九州新幹線とは多くの区間で並行しているが、福岡県久留米市から熊本県熊本市北区植木町までの間では鹿児島本線・九州新幹線に比べ内陸寄りの八女市・山鹿市などを経由しており、同区間では国道209号・国道208号が鹿児島本線と並行する。また鹿児島県出水市では肥薩おれんじ鉄道よりも海側を直線状に通り、鹿児島市内では鹿児島本線よりも北側を通る。
福岡県から熊本県八代市にかけて九州自動車道と並走している。また、八代市 - 鹿児島県にかけて国交大臣指定に基づく高規格幹線道路 (B路線)として南九州西回り自動車道が建設中であり、一部区間は開通済みである。この路線は国道3号のバイパスとして位置づけられる自動車専用道路である。
戸畑バイパス - 北九州市小倉北区上到津から八幡東区中央の区間(自転車通行禁止)。1966年(昭和41年)度開通。旧道は福岡県道296号大蔵到津線、福岡県道62号北九州小竹線、北九州市道。
復興道路 - 北九州市八幡東区中央から同区前田の区間。1970年(昭和45年)度開通。八幡駅の下を八幡トンネルで通過する。旧道は福岡県道62号北九州小竹線、福岡県道50号八幡戸畑線。
折尾バイパス - 北九州市八幡西区陣原から同区日吉台の区間。1958年(昭和33年)度開通。旧道は国道199号(折尾駅前を通過する現道)、北九州市道。
水巻バイパス - 遠賀郡水巻町頃末北から同町立屋敷の区間。1961年(昭和36年)度開通。1979年(昭和54年)までに「折尾遠賀拡幅」として4車線化された。旧道は水巻町道。
遠賀バイパス - 遠賀郡水巻町立屋敷から同郡岡垣町山田の区間(自転車通行禁止)。1974年(昭和49年)に暫定2車線で開通、2001年(平成13年)に4車線に拡幅完了。上り線のみ立体交差となっていた遠賀町今古賀交差点の下り線についても2016年(平成28年)8月1日より立体交差化する工事に着手、2019年(平成31年)2月18日12時に完了した(並走する側道部分のみ同年3月8日完成)。旧道は福岡県道299号岡垣遠賀線。
岡垣バイパス - 遠賀郡岡垣町山田から宗像市武丸の区間(自転車通行禁止)。1990年度(平成2年度)に暫定2車線で開通し、順次拡幅中。2024年2月3日16時に4車線で開通10。旧道は福岡県道287号岡垣宗像線 - 岡垣町道。
宗像バイパス - 宗像市武丸から古賀市千鳥パークタウン交差点までの区間。
香椎バイパス - 古賀市千鳥パークタウン交差点から福岡市東区下原の区間。