여수∼용인선이라고도 한다. 전라남도 여수시 돌산읍을 기점으로 전라남도 및 전북특별자치도 동부 내륙지방(순천, 구례, 곡성, 남원, 임실, 완주, 전주)을 남북 방향으로 관통한 다음 충청남도와 충청북도 경계 부근의 한반도 중부 지역(금산, 대전, 청원, 청주, 진천)을 지나 경기도 용인시까지 뻗어있는 도로이다.
1976∼1978년 곡성∼남원 구간을 시작으로 1993∼1997년 추부∼금산 구간이, 2002년 청주∼오창 구간(10.0㎞)이 완공되었다. 충청남도 금산에 1986년 완공한 추부터널, 전북특별자치도 남원에 1988년 완공한 춘향터널이 있으며, 그 밖에 전라남도 순천시 서면에 송치터널이 있다.
총 연장 416.7㎞로 포장도로 100.0%로 구성되어 있다. 전체 구간 중 2차로는 209.2㎞, 4차로는 181.4㎞ 그리고 6차로는 26.1㎞를 차지한다. 여수∼순천 구간은 여수시(여수반도)를 내륙 지역과 연결시키는 간선 도로 기능을 수행한다. 순천∼전주 구간은 호남지역의 동부를 남북으로 관통하는 간선 교통축이나, 2011년 순천완주고속도로가 완공되면 중 · 장거리 간선 통행기능의 상당 부분이 이관될 것으로 전망된다.
완주∼금산 구간은 호남과 충청지역을 연결하는 도로로 호남고속도로 남쪽에서 지역 교통을 담당하고 있으나, 산악 지역(대둔산도립공원 등)을 경유하기 때문에 간선 통행보다는 단거리 및 여가통행 비중이 높다. 대전∼용인 구간은 경부고속도로 및 중부고속도로 구간과 교차하거나 나란히 진행하면서 수도권 이남과 충청지역의 남북 방향 교통을 분산 처리하는 기능을 담당한다.
주요 교차도로 및 노선을 공유하는 도로로는 경부고속도로(고속국도 제1호선), 남해고속도로(고속국도 제10호선), 88올림픽고속도로(고속국도 제12호선), 익산포항고속도로(고속국도 제20호선), 호남고속도로(고속국도 제25호선), 당진영덕고속도로(고속국도 제30호선), 통영대전중부고속도로(고속국도 제35호선), 영동고속도로(고속국도 제50호선) 등의 고속도로와 국도 제1∼2호선, 제4호선, 제13호선, 제18∼19호선, 제21∼22호선, 제24∼27호선, 제30호선, 제32호선, 제34호선, 제36∼38호선, 제42호선, 제77호선 등이 있다