강원도 삼척시와 속초시 간의 122.6㎞를 연결하는 도로와 부산광역시와 포항시 간을 연결하는 100.9㎞로 나뉘어 있다. 현재 총연장은 이 두 구간을 합하여 223.5㎞이다. 고속국도 제65호선이다.
1975년 10월 영동고속도로의 제2차 공사 구간인 새말·강릉 구간과 동시에 개통되어 우리나라 중부지방의 동서간 연결성을 크게 높였다. 이 고속도로는 경인·경부·울산·호남·남해·영동 고속도로에 이어 우리나라 일곱 번째의 고속도로가 되었다.
1966년 세계은행(IBRD)과 한국 정부의 합동 조사 결과, 부존자원이 풍부한 태백산지와 동해안의 개발을 위하여 새 산업도로가 필요하다는 결론을 내리고, 속초·강릉·삼척 구간에 고속도로를 놓기로 계획하였다. 1968∼1971년에 타당성 조사를 거쳐 강릉∼묵호(현재 동해시의 일부) 구간만을 우선 건설하기로 확정하였다.
이로써 1974년 3월 한국도로공사에 의하여 착공된 이래 1975년 10월에 완공, 개통되었다. 개통 당시의 도로 길이는 30㎞이었고, 강릉 시가지를 벗어난 남쪽 강릉시 강동면의 모전리를 기점으로 하였으므로 영동고속도로와 연결되려면 강릉 시내의 일반 도로를 거쳐야만 했었다.
1986년 7월에서 1998년 12월에 걸쳐 강릉 시내의 약 12㎞ 구간을 추가 건설하여 비로소 영동, 동해고속도로는 하나로 이어지게 되었다. 동해고속도로는 동해안 교통로의 가장 핵심적인 부분이다. 1999년에 동해·강릉 구간이 4차로 확장 공사를 시작하여 2004년 12월에 개통하였다. 2001년 8월에는 고속국도 노선체계의 변경에 따라 고속국도 제5호선에서 고속국도 제65호선으로 변경되었다. 2001년 11월에 강릉·현남 구간이 연장 개통되었다. 2008년 1월에 동해고속도로는 부산·포항간, 포항·삼척간으로 구간이 분할되었으며, 2009년 3월에 삼척·동해 구간의 공사가 시작되었다. 2009년 11월에 현남·양양(하조대) 구간이 개통되었다.
기존 동해고속도로의 구간에 포함되는 강릉시는 관동지방의 최대 중심지이며, 동해시에는 묵호항과 북평항, 북평공업단지가 있고, 또한 공업도시 삼척이 인접하여 기간산업도로의 구실을 한다. 이 노선은 안인·등명·정동·옥계·망상해수욕장을 경유하므로 관광객 수송로로서의 역할도 크다. 특히 1980년대 이래 국민 관광이 보편화되면서 관광 교통량이 더욱 늘어나고 있다. 주요 시설로는 양방향에 터널 12개소, 교량 176개소가 건설되었다. 부산울산고속도로에는 7개의 나들목과 휴게소 2개소가 있고, 동해·양양 구간에는 나들목 8개소와 양양 방향과 부산 방향으로 각각 휴게소 3개소가 설치되어 있다.
2008년 기준으로 일일 평균이용차량은 1만 2,400대에 달한다. 차종별로는 승용차가 9,603대로 가장 많고, 소형화물차 1,225대, 버스 616대, 중형화물차 564대, 대형화물차 392대의 순이다. 승용차가 차지하는 비중은 1995년에 59.7%이었던 것이 매년 꾸준히 증가하여 2000년에는 63.0%, 2005년에는 66.1%, 2008년에는 77.4%를 기록하였다.
동해고속도로는 출발지인 부산과 울산, 포항, 영덕, 삼척, 동해, 강릉을 지나 속초까지 이어지게 되는데, 도로가 완전히 개통되면 동해고속도로는 고속국도의 종축노선임을 상징하는 제65호로 굳건히 자리매김 할 것으로 예상된다. 초광역개발계획의 일환인 동해안벨트를 관통하는 고속도로로서 향후 동해안 발전에 크게 기여할 것으로 전망된다. 2008년 12월 부산울산고속도로 개통으로 부산과 울산을 광역도시권으로 연결함으로써 지역균형발전을 도모하고 주행시간을 크게 단축하여 물류비를 절감 할 수 있을 뿐 아니라 동해안 관광자원 개발을 촉진할 것으로 기대된다. 또한 아시아고속도로 6호선(AH6)의 일부 구간으로서 동해안을 유럽 대륙에 연결하는 중요한 통로역할을 할 것으로 기대된다.