신안∼울산선이라고도 한다. 전라남도 신안군을 기점으로 광주광역시를 우회하여 전라남도 서북부 지역(무안, 장성, 담양)을 지난 다음, 전북특별자치도 남부(순창, 남원) 및 경상남도 북부 지역(함양, 거창, 합천, 창녕, 밀양)을 동서 방향으로 관통하여 울산광역시까지 이어지는 도로이다.
1976∼1978년 남원∼팔영, 팔영∼화산리를 시작으로 1996∼1999년 울산∼농소, 안의 우회도로가, 2002년 묘산 우회도로가 완공되었다.
총 연장 453.7㎞로 포장도로 100%로 구성되어 있다. 전체 구간 중 2차로는 429.9㎞, 4차로는 23.8㎞를 차지한다. 신안∼무안 구간은 서해안 도서지역을 내륙지역에 연결하고 함평∼장성 구간은 서해안고속도로와 무안광주고속도로의 중간 지역에서 광주광역시 외곽의 교통량을 처리하는 기능을 하고 있다.
담양∼합천 구간은 광주대구고속도로와 교차 또는 평행하게 달리면서 호남과 영남지방을 연결하는 노선이나, 소백산맥을 관통하는 지형적 특징 때문에 도로의 폭이 좁고 기울기가 심하다. 한편, 창녕∼울산 구간은 경상남도 북부 내륙 산간지역을 연결하는 간선 도로이나, 역시 남북 방향의 산악지형을 동서로 연결하는 특성상 중 · 장거리 간선 통행보다는 지역간 단 · 중거리 통행이 주를 이룬다.
주요 교차도로 및 노선을 공유하는 도로로는 경부고속도로(고속국도 제1호선), 광주대구고속도로(고속국도 제12호선), 서해안고속도로(고속국도 제15호선), 호남고속도로(고속국도 제25호선), 통영대전중부고속도로(고속국도 제35호선), 중부내륙고속도로(고속국도 제45호선), 중앙고속도로(고속국도 제55호선), 동해고속도로(고속국도 제65호선) 등의 고속도로와 국도 1호선, 국도 3호선, 국도 5호선, 국도 5호선, 국도 13호선, 국도 14호선, 국도 15호선, 국도 17호선, 국도 19호선, 국도 20호선, 국도 21호선, 국도 22호선, 국도 23호선, 국도 25호선, 국도 26호선, 국도 27호선, 국도 29호선, 국도 31호선, 국도 33호선, 국도 35호선, 국도 37호선, 국도 58호선, 국도 59호선, 국도 77호선, 국도 79호선 등이 있다