北海道横断自動車道
北見 - 網走間は、北見・網走自動車道として第四次全国総合開発計画で高規格幹線道路として構想された。美幌高野交差点(現:美幌高野IC)- 女満別空港IC間 (7.9 km) は、並行する一般国道の自動車専用道路(A'路線)の美幌バイパスとして2005年(平成17年)7月3日に全区間開通している。予定路線となっていた北見東IC - 美幌高野交差点(現:美幌高野IC)間については、2015年(平成27年)度の北海道開発局予算の中で調査費用が計上され、事業化に向けた計画段階評価に着手、その後2019年度(平成31年度)に端野高野道路として事業化された。
女満別空港IC - 網走間については、2020年度(令和2年度)から概略ルートおよび構造の検討(計画段階評価を進めるための調査)、2021年度(令和3年度)から計画段階評価が順次行われている。
根室線は、1966年(昭和41年)7月、国土開発幹線自動車道建設法により、予定路線が釧路市までとされた。本別 - 釧路間は、将来交通量の調査で採算性が見込めるものとして分類され、十勝支庁(現:十勝総合振興局)との間に国道2路線以外、高速道路が無いため、国の方針では東日本高速道路株式会社による整備区間であったが、建設を急ぐ事から国内第1号の新直轄方式に切り替えられた。また、並行する一般国道自動車専用道路として釧路外環状道路が開通している。
釧路 - 根室間は、釧路・根室自動車道として第四次全国総合開発計画で高規格幹線道路として構想された。根室市の約7 kmは、根室道路として開通済みである。また、2019年度(平成31年度)には、尾幌糸魚沢道路が事業化された。
1957年(昭和32年)4月16日 : 北海道自動車道として、北海道函館市 - 札幌市附近 - 釧路市間が国土開発縦貫自動車道の路線の基準とされる。
1966年(昭和41年)7月1日 : 北海道横断自動車道として、以下の2路線が国幹道の予定路線とされる。 釧路線 : 北海道小樽市 - 足寄郡足寄町附近 - 釧路市 北見線 : 北海道小樽市 - 足寄郡足寄町附近 - 北見市
1971年(昭和46年)12月4日 : 札幌小樽道路(札樽バイパス)として、小樽IC - 札幌西IC間が開通(暫定2車線)。道央自動車道として、北広島IC - 千歳IC間が開通(暫定2車線)。
1972年(昭和47年)9月19日 : 道央自動車道の北広島IC - 千歳IC間が4車線化。
1973年(昭和48年)4月1日 : 札幌小樽道路(札樽バイパス)が高速自動車国道の札樽自動車道に昇格。
1974年(昭和49年)8月22日 : 札樽自動車道の小樽IC - 札幌西IC間が4車線化。
1979年(昭和54年)10月29日 : 道央自動車道として、札幌南IC - 北広島IC間が開通。
1985年(昭和60年)10月25日 : 道央自動車道として、札幌IC - 札幌南IC間が開通。
1987年(昭和62年) 6月30日 : 第四次全国総合開発計画(四全総)が閣議決定。新たに高規格幹線道路が構想される。 後志自動車道 : 黒松内 - 小樽 釧路・根室自動車道 : 釧路 - 根室 北見・網走自動車道 : 北見 - 網走 9月1日 : 四全総を受け国土開発幹線自動車道建設法改正、予定路線とされる。
1992年(平成4年)9月30日 : 札樽自動車道として、札幌西IC - 札幌JCT間が開通。
以下は根室線単独区間。