東京都道5号新宿青梅線
起点から新宿大ガード東交差点を経て西は多摩地域に位置する西東京市の北原交差点(新青梅街道交点)まで東京都道4号東京所沢線と重複する。西新宿の超高層ビル街の北縁を西進し、神田川を淀橋で渡ると中野区に入る。橋上は東京都道302号新宿両国線支線との交点となっている。なお、西新宿から淀橋の先に掛けては、将来自動車専用高架橋が建設される予定であるが、時期は未定である。淀橋から先は数百mの間は広い中央分離帯が設置された上下7車線程度の広幅員となり、中野坂上で東京都道317号環状六号線と交わった後は、しばらく上り3車線・下り2車線+停車帯となる。杉並区内の東京メトロ丸ノ内線新高円寺駅付近に位置する五日市街道入口交差点で、多摩地域を横断する主要地方道の一つである東京都道7号杉並あきる野線と分かれ、天沼陸橋で中央線快速や中央・総武緩行線をオーバーパスし、杉並区の中心繁華街である荻窪に達する。荻窪駅を過ぎるとしばらくは自動車・歩行者ともに飽和状態の繁華街を通過するが、東京都道311号環状八号線を過ぎると再び上り3車線・下り2車線+停車帯に戻り、周辺の街並みも住宅街へ変化するが、荻窪以東とは違い緑も多くなり、武蔵野の面影を目にする機会も出てくる。
所沢街道を北に分けた西東京市の北原交差点から先の新青梅街道は、都心から直接西多摩方面へ向かう唯一の主要道路で、西多摩郡瑞穂町で合流するまでは並行する青梅街道のバイパス的機能も持つ。基本的に合計4車線(片側2車線)だが、1車線あたりの車線幅が周辺の他の道路と比べて狭い。主要交差点付近では、右折レーンを含めて合計5車線となるが、従来の4車線幅の中で車線を増やしているため車線幅が狭く、大型車同士の追い抜きが困難な箇所が多い。信号の設置間隔が短く、車の流れは概して悪い。立体交差は鉄道との交差が中心で、主要道路との立体交差はすべて西多摩地区の、東京都道166号瑞穂あきる野八王子線(東京環状)、国道16号(瑞穂バイパス)、東京都道29号立川青梅線(奥多摩街道)のみとなっている。東京都道43号立川東大和線交点から東京都道166号瑞穂あきる野八王子線交点の区間は多摩都市モノレール箱根ケ崎駅延伸のため拡幅される予定であるが、立体交差化や車線増加は予定に含まれていない。ただし、車線幅は拡幅される予定である。また現在、青梅市の末端部分の「千ヶ瀬バイパス」は、青梅市文化交流センター南交差点で国道411号に直角にぶち当たる形の丁字路で終わっているが、これを当面約1.2キロメートル先の青梅市立第一中学校西側の同道まで延長し、南側から合流させる工事が進められている(詳細は「千ヶ瀬バイパス」を参照)。青梅市の東青梅三丁目交差点から青梅市文化交流センター交差点に至る二車線の道は本来の青梅街道だが、こちらは現在「旧青梅街道」と呼ばれ、青梅市道、東京都道・埼玉県道63号青梅入間線、東京都道・埼玉県道28号青梅飯能線と管理が分かれている。