福岡県道・熊本県道5号大牟田南関線
1954年(昭和29年) - 建設省告示により、主要地方道大牟田山鹿線として指定される。
1955年(昭和30年) 前年の主要地方道指定に伴い、熊本県告示により、熊本県内区間が熊本県道大牟田山鹿線として路線認定される(当時の整理番号は2)。 福岡県内区間が福岡県道大牟田山鹿線として路線認定される(当時の整理番号は12)。
1970年(昭和45年) - 1972年(昭和47年)頃 - 熊本県内区間の整理番号が5に変更される。
1973年(昭和48年)3月1日 - 福岡県告示により、福岡県内区間の整理番号が5に変更され、福岡県道・熊本県道5号大牟田山鹿線として統一される。
1981年(昭和56年) - 建設省告示により、南関町関町 - 山鹿市の区間が国道443号に指定される。
1982年(昭和57年) 前年の国道指定に伴い、大牟田山鹿線の路線が短縮され、主要地方道大牟田南関線として指定される。 福岡県・熊本県それぞれの告示により、1983年(昭和58年)2月までに福岡県道・熊本県道5号大牟田南関線が路線認定される(大牟田山鹿線は廃止)。
1993年(平成5年)5月11日 - 建設省から、県道大牟田南関線が大牟田南関線として主要地方道に再指定される。
2008年(平成20年)3月31日 - 南関町大字関下から九州自動車道南関ICに直結するバイパス(支線)が開通する。
2011年(平成23年)4月1日 - 南関町関下 - 関町の区間(旧道)が熊本県道29号荒尾南関線に移管され、バイパス(支線)が本線となる。