国道411号
奥多摩湖(東京都西多摩郡奥多摩町)
八王子市左入町交差点で国道16号から分かれると、首都圏中央連絡自動車道あきる野インターチェンジ付近まで西進する。この区間は地域高規格道路として整備された新滝山街道と並行する。あきる野ICからは進路を北にとり、途中あきる野市街を通過する。沿線には郊外型店舗が連なるが、しばらくすると市街地を抜け、新満地トンネルで満地峠を越える。ここからは青梅市に入る。
青梅市に入ると、多摩川に沿って東京都道45号奥多摩青梅線(吉野街道)およびJR東日本青梅線と並行して西進する。車線数は2車線だが、拡張が終わった一部区間では停車帯が加わる。万年橋で多摩川北岸に渡ると、進行方向前面(山梨県方面)に奥多摩の山々が目の前に迫る。青梅市街を抜ける辺りから上り勾配が始まる。途中、吉野梅郷、御岳渓谷などの景勝地付近を通過するため、土休日を中心に渋滞することが多い。
御嶽駅を過ぎて西多摩郡奥多摩町に入ると谷沿いを進むようになる。鳩ノ巣駅を過ぎると、しばらく(山梨県境付近まで)狭いトンネルが連続するようになる。新氷川トンネルを抜け、奥多摩の玄関口である奥多摩駅を過ぎると、道幅が狭くなり、勾配がさらに急になる。この区間は「奥多摩むかし道」や、奥多摩湖建設のために敷かれた鉄道「水根貨物線」跡と並行しながら奥多摩湖へ至る。湖畔の北側を西進し、しばらくの間は比較的平坦な道となる。深山橋交差点で国道139号と接続し、程なくして山梨県に入る。