茨城県道53号つくば千代田線
茨城県道45号つくば真岡線・茨城県道56号つくば古河線(起点)
茨城県道213号長高野北条線(つくば市長高野 前野小入口交差点)
国道408号(つくば市大曽根・教員研修センター北交差点)
国道408号・茨城県道55号土浦つくば線(つくば市大曽根・西大通り入口交差点)
茨城県道19号取手つくば線・茨城県道128号土浦大曽根線(つくば市若森)
茨城県道501号桜川土浦自転車道線(つくばりんりんロード)(つくば市小田)
国道125号(つくば市小田)
茨城県道199号小野土浦線(土浦市大志戸 二本松交差点)
茨城県道236号筑波公園永井線(土浦市永井)
茨城県道64号土浦笠間線(かすみがうら市下佐谷 下佐谷交差点)
国道6号(終点)
太田橋(桜川、つくば市大曾根 - 北太田)
四万騎橋(常磐自動車道、かすみがうら市上土田・飯田)
1977年(昭和52年)2月14日、前身にあたる県道上土田筑波線(稲敷郡千代田村大字上土田 - 筑波郡筑波町、整理番号137)、県道宗道筑波線(結城郡千代川村大字宗道 - 同郡筑波町、整理番号138)の一部を廃止・統合して主要地方道に昇格した新たな県道路線として、起点を筑波郡大穂町、終点を新治郡千代田村とする県道大穂千代田線(整理番号51)として路線認定された。路線認定当時、終点は千代田村(現・かすみがうら市)下土田の国道6号交点である下土田北交差点にあった。
1993年(平成5年)5月11日 - 建設省から、県道大穂千代田線がつくば千代田線として主要地方道に指定される。1995年(平成7年)に茨城県道の整理番号の再編を機に、路線名称と整理番号が変更されて現在の県道つくば千代田線(整理番号53)となった。