国道16号
東名入口交差点からは相武国道事務所が所管する区間となる。東京都町田市と神奈川県横浜市の都県境ではなく、町田市内の交差点上に境界が存在する。横浜区間の上川井IC付近の保土ヶ谷バイパス本線から横浜町田ICまでは立体化されたが、継続して日中などに慢性的な2 km以上の渋滞が発生したため、相武区間でも町田市東名入口交差点の立体化工事(保土ヶ谷バイパスII期、町田立体事業)が行われた。保土ヶ谷バイパスの延伸により、横浜方面 - 南町田グランベリーパーク駅北側の地平部(大和バイパス)接続地点まで完全な立体交差で結ばれた。なお、町田立体は川崎国道事務所による事業である。町田立体については大和バイパスのページを参照。
境川を渡ると再び神奈川県に入る。かつて国道16号だった旧道(神奈川県道・東京都道56号目黒町町田線)と大和バイパスの接続地点より、相模大野駅至近の谷口陸橋までは片側3車線の広幅員道路となっている。この付近から橋本付近まではカーブのほとんど無い長い直線区間となるほか、町田市との都県境に沿う経路となるため町田市方面への流出入も多い。この付近の区間は町田市側を並行する町田街道と共に神奈川往還や浜街道、絹の道などとも呼ばれ、江戸時代後期頃から明治期にかけては八王子より横浜港への絹の産出に多く利用された歴史がある。鵜野森を過ぎると、ロードサイドの大型店舗やファミリーレストランが立ち並ぶ街並みとなる。
東京都心部を中心軸として、神奈川県横浜市西区の高島町交差点を起点に、横浜市、東京都町田市、神奈川県相模原市、東京都八王子市、埼玉県川越市・さいたま市、千葉県柏市・千葉市・八千代市·木更津市を経由して、高島町交差点を終点とする一般国道の路線である。東京近郊を環状に結ぶ数少ない道路であり、東京都多摩地域を南北に縦断する唯一の国道でもある。日本で起点と終点が一致した環状国道は、本道と国道302号のみである。
東京湾口に海上区間があり、観音崎(神奈川県横須賀市) - 富津岬(千葉県富津市)間は分断区間となっていて、海上が代替のフェリーで結ばれることにより、環状道路を形成していた。2020年代、この近くの東京湾口で実際運航されている航路は東京湾フェリーの久里浜港(横須賀市)金谷港(富津市)で、東京湾を道路で横断している東京湾アクアラインは北方の神奈川県川崎市と千葉県木更津市を連絡している。
首都圏の郊外・ベッドタウンを結んで膨大な沿道人口を抱え、それを対象としたロードサイド店舗が並ぶ。
ドキュメント72時間「オン・ザ・ロード 国道16号の“幸福論”」(2014年6月13日放送)
キンシオ特別編 新作録りおろし 123の旅 16号を行く 〜気ままなぶらり旅〜 テレビ神奈川(tvk)が制作するバラエティ番組『キンシオ』で放送していた企画「1、2、3の旅」の「十六の巻」が番組未放映のセルDVDとして制作された。旅の行程は神奈川県横須賀市の走水から、国道16号沿いを5日で千葉県富津市まで一周する企画を収録。