경상남도 통영시 용남면을 기점으로 경기도 하남시를 종점으로 하여 남북을 잇는 고속도로로 총 연장 332.5㎞, 왕복 4∼8차선 고속도로이다.
2001년 진주∼대전 구간이 완공 된 후에는 대진고속도로라고 불리웠으며, 대전통영고속도로라는 명칭으로 별도 관리되기도 하였다. 2001년 고속도로 체계 변경으로 기존 중부고속도로 구간이 편입되면서 노선번호 고속국도 제35호가 완성되었다.
한반도 중앙부를 남북으로 관통하는 간선 도로망을 형성함에 따라 충청남도 남부(금산), 전북특별자치도 동부(무주, 진안, 장수) 및 경상남도 서부(거창, 함양, 산청) 내륙 산간 지역의 접근성이 크게 향상되었다. 이 고속도로의 개통으로 인해 경상남도 남해안 지방(하동, 남해, 사천, 고성, 통영, 거제 등)에서 생산되는 수산물 및 산업원자재 수송이 원활해졌으며, 한려해상국립공원은 물론 지리산, 덕유산, 대둔산 등 내륙 관광자원의 개발 촉진에도 크게 기여하게 되었다.
기존 중부고속도로 구간은 1985년 4월 19일 착공하여 1987년 12월 3일 개통되었으나 대전 이남의 고속국도 구간은 공사 시기에 따라 순차적으로 개통되었다. 1992년 3월 함양∼진주 구간을 시작으로 1995년 11월과 12월에 각각 무주∼함양 구간과 대전∼무주 구간이 착공되었으며, 1996년 12월에 서진주∼진주분기점 구간, 1998년 10월에는 함양∼서진주 구간, 2000년 12월에 남대전∼무주 구간이 각각 개통되었다. 2001년 11월 함양∼무주 구간, 2005년 12월 통영∼진주 구간이 개통되면서 현재의 통영대전중부고속도로가 비로소 완성되었다.
2010년 9월 현재 통영대전중부고속도로는 터널 26개소(함양터널, 육십령터널 등 총 연장 19,736m), 교량 660개소(총연장 92,929m) 등의 도로 시설과 분기점 13개소(진주, 함양, 장수, 산내, 비룡, 회덕, 청원, 남이, 대소, 호법, 마장, 산곡, 하남), 나들목 30개 소(통영, 북통영, 동고성, 고성, 연화산, 서진주, 단성, 산청, 생초, 지곡, 서상, 덕유산, 무주, 금산, 추부, 남대전, 판암, 대전, 신탄진, 청원, 서청주, 오창, 증평, 진천, 음성, 일죽, 서이천, 곤지암, 광주, 하남), 휴게소 14개 소(공룡나라, 산청, 함양, 덕유산, 금산인삼랜드 등) 등의 부대시설을 갖추고 있다.
진주분기점에서 남해고속도로(고속국도 10호선), 함양분기점에서 88올림픽고속도로(고속국도 12호선), 장수분기점에서 익산포항고속도로(고속국도 20호선), 산내분기점에서 대전남부순환고속도로(고속국도 300호선), 비룡분기점에서 경부고속도로(고속국도 1호선), 회덕분기점에서 호남고속도로(고속국도 25호선), 청원분기점에서 당진영덕고속도로(고속국도 30호선), 남이분기점에서 경부고속도로(고속국도 1호선), 대소분기점에서 평택제천고속도로(고속국도 40호선), 호법분기점에서 영동고속도로(고속국도 50호선), 마장분기점 및 산곡분기점에서 제2중부고속도로(고속국도 37호선), 하남분기점에서 서울외곽순환고속도로(고속국도 100호선) 등과 연결된다.
중부고속도로 이외의 통영∼대전 구간의 경우 2008년 기준 1일 교통량은 승용차 12,917대, 버스 1,205대, 화물차 5,911대 등 총 20,034 대에 달하며, 차량의 주행 속도는 전 차량에 대하여 최고 110㎞/h, 최저 50㎞/h로 제한하고 있다.