1976년 5월 20일 : 고속도로 부지로 강원도 속초시 교동 ~ 강릉시 홍제동 71.2km 구간 도로구역 결정[17]
1977년 12월 16일 : 명주군 주문진읍 향호리 ~ 연곡면 방내리 5.74km 구간 개통[18]
1986년 10월 11일 : 영동고속도로와 연결을 위해 강원도 명주군 강동면 상사동리 ~ 난곡동 12.1km 구간 도로구역 변경[19]
1986년12월 15일 : 영동고속도로의 강릉 종점이 강릉시 서쪽에 위치해 영동고속도로 이용 후 속초 방향의 국도 제7호선이나 묵호 방향의 동해고속도로를 이용시 강릉시내를 통과해야 하는 문제점을 해결하기 위해 명주군 강동면 모전리 동해고속도로 종점에서 출발하여 강릉시내를 서쪽으로 돌아 북쪽의 죽헌동까지 연결하는 12.5km의 연장구간 착공
1988년 6월 4일 : 홍제 교차로 건설을 위해 강원도 강릉시 홍제동 200m 구간 도로구역 변경[20]
1990년 10월 26일 : 동해휴게소 (상행) 신설 공사로 인해 강원도 동해시 망상동 350m 구간 도로구역 변경[21]
1992년 11월 12일 : 동해간이휴게소 신설 공사로 인해 강원도 동해시 망상동 350m 구간 도로구역 변경[22]
1993년 4월 3일 : 옥계 요금소 차선 확장 공사로 인해 강원도 명주군 옥계면 낙풍리 ~ 금진리 370m 구간 도로구역 변경[23]
1997년 6월 23일 : 동해고속도로 왕복 4차선 확장 설계 변경으로 인해 강원도 속초시 교동 ~ 강릉시 홍제동 71.2km 구간을 60.1km로 도로구역 변경해 노선 변경, 기존 강원도 강릉시 연곡면 영진리 ~ 난곡동 11.1km 구간 도로구역 해제[24]
1997년 12월 9일 : 동해고속도로 왕복 4차선 확장 설계 변경으로 인해 기존 고속도로 부지 중 국도 제7호선에 편입된 부지를 제외한 나머지 부지(강원도 강릉시 연곡면 방내리 ~ 주문진읍 교항리) 도로구역 해제[25]
1998년 8월 6일 : 2002년 12월까지 동해 ~ 주문진 구간 왕복 4차선 확장 공사로 인해 강원도 강릉시 강동면 산성우리 ~ 언별리 7.67km 구간 도로구역 결정[26]
1998년 11월 7일 : 2002년 12월까지 동해 ~ 주문진 구간 왕복 4차선 확장 공사로 인해 강원도 강릉시 옥계면 ~ 양양군 현남면 37.263km 구간 도로구역 결정[27]
1999년8월 20일 : 왕복 2차선으로 건설되었고, 평면교차로가 대부분인 기존 구간의 사고 위험성이 매우 높아짐에 따라 기존 구간을 이설, 왕복 4 ~ 6차로로 확장하는 노선을 착공, 노선을 양양군 현남면 지리까지 연장[28]
2000년 6월 19일 : 2004년 12월까지 동해시 구간 일부 변경 및 구정휴게소 신설 공사로 인해 강원도 동해시 지흥동 ~ 망상동 등 11.129km 구간 도로구역 변경[29]
이 도로는 당초 국비로 진행되는 사업이었으나, 정부 재원의 부족으로 인한 공사 지연을 막기 위해[84] 민자로 전환하여 착공하였다[85]. 사업 주체는 부산울산고속도로(주)로 다른 대한민국의 고속도로를 운영하고 있는 한국도로공사가 51%, 국민연금공단이 49%의 지분을 출자하여 대한민국의 민자고속도로 중 유일하게 공공부문에서 100% 출자하여 설립하였다[86]. 총 투자비는 1조 2,660억원으로, 민자 사업자는 2006년8월 4일부터 참여하여 2008년12월 29일 완공하였다. BTO(Build-Transfer Operate)방식으로 건설되었으며, 완공 즉시 소유권이 정부로 이관되었고 2038년12월 28일까지 30년간 운영할 예정이다.
개통 전인 2004년 11월을 기준으로 당초 부산 기점 ~ 울산 간 통행료를 3,000원으로 책정하였다가 2008년 개통이 다가오면서 물가인상분 14.3%을 적용, 통행료를 3,600원으로 책정한 바 있다. 이후 시민들의 반발로 3,500원으로 조정하여 개통하였으며, 2014년 현재 중형 승용차 기준 3,800원을 징수하고 있고 문수 ~ 청량(5.3 km), 청량 ~ 온양(7.8 km) 등 최소 구간의 이동에도 최소 요금인 1,000원을 징수하고 있다. 비록 경부고속도로와 울산고속도로를 이용해 부산광역시 ~ 울산광역시를 이동하는 경우인 3,200원보다 다소 비싸지만, 다른 지역의 민자고속도로 통행료보다 저렴한 편이다[87] 또한 한국도로공사와 징수체계가 달라 31.5 km 이내 구간을 이동시에는 한국도로공사 운영구간보다 통행료가 오히려 저렴하다[88]. 단, 당초 정부가 민자사업으로 전환하면서 "추가 부담은 없을 것"이라는 약속과 달리 부산기점 ~ 울산간 요금이 한국도로공사 운영구간보다 비싼 것을 지적하며 개통 초기 지역사회의 요금 인하 요구가 있었다[89].
동부산 나들목부터 문수 나들목까지 7개의 나들목이 위치하며, 휴게소는 장안 나들목과 온양 나들목 사이에 장안 휴게소가 상· 하행 각 1개소가 위치하고 있으며 (울산기점 21.2 km, 부산기점 26 km), 회야대교 등 69개소의 교량 (총 연장의 18.1%), 문수터널 등 5개소의 터널 (총 연장의 7.4%)이 위치하고 있다.
울산 ~ 포항 구간
동해고속도로의 일부로 대한민국 최대의 임해공업 도시로 손꼽히는 울산광역시와 경상북도포항시를 잇는 울산 ~ 포항간 고속도로는 당초 건설을 위한 실시설계가 시작될 예정이었으나, 예산 확보를 위해 2006년 실시된 기획예산처의 사업 타당성 재검증 결과 경제성 수치가 기준치인 1 이하로 낮아 검토대상 우선순위에서 밀려난 바 있었다. 대신 이와 경쟁노선으로 지적돼 사업이 중단되었던 울산광역시남구옥동에서 북구농소동까지의 국도 7호선 우회도로 개설사업을 재개하였다. 국도 7호선 우회도로 개설사업은 울산광역시남구옥동에서 무거동, 삼호교 등 교통 혼잡지역을 경유하는 노선을 대체하는 우회도로로서, 총 연장 16.9km의 사업비 3,470억원의 규모로 사업 규모가 크지 않아 즉각 시행될 수 있다는 장점이 있었다[90]. 이후 국도 7호선 사업은 2010년3월 착공해 2014년12월 완공 예정이었으나 예산 배정 지연으로 유보중이다.
그러나 이명박 정부 들어 광역경제권 개발 프로젝트가 발표되면서, 울산과 포항을 잇는 고속도로가 다시 추진되기 시작하였다[91]. 이에 따라 2009년2월 12일국토해양부는 울산에서 포항에 이르는 총 연장 54km의 구간을 국고재정사업으로 2조 1104억원을 들여 2009년5월까지 실시설계를 마친 뒤 같은 해 6월에 착공하겠다는 입장을 밝혔으며[92]2014년 개통 예정으로 착공되었다[93]. 해당 구간이 이명박 전 대통령의 형인 이상득 전 국회의원의 지역구와 연결되어 과메기 특구와 함께 소위 "형님예산"으로 불리는 등 난항이 있었지만, 이명박 정부 기간 동안 공사가 상당 부분 진행되었다[94]. 그러나 박근혜 정부 들어서는 예산 부족으로 사업 진행이 지연되어 당초 2014년 개통 예정이었으나, 1년 연기된 2015년 12월에 부분 개통하였고 2016년 6월에 나머지 구간까지 개통되어 완전 개통하였다.
부산 ~ 울산 구간과는 달리 순수한 국고 사업으로 진행되며, 전 구간 4차로에 총 연장 53.68km, 울산광역시울주군범서읍울산 분기점에서 시작하여 경상북도포항시오천읍남포항 나들목까지 이어진다. 사업비는 1조 6,424억원이며, 4개소의 나들목, 2개소의 휴게소가 개설되었으며 23개소의 터널 (24.6 km), 52개소의 교량 (9.5 km)로 이어진다. 또한 경주국립공원, 토함산 구간은 7.5km의 장대터널로 통과하게 되며, 강원도인제터널에 이어 두 번째로 긴 터널이 되었다. 본 구간이 완공되면서 상습 정체를 겪고 있는 울산광역시에서 포항시 사이 75km의 국도 7호선 구간보다 거리가 54km로 단축, 시간은 28분이 감소되며 주로 대형차량의 산업물동량 해소로 물류비용 절감 및 산업경쟁력이 개폭 개선될 것으로 전망되었다[95].
그런데 이 구간은 대표적인 형님고속도로로 불리며[97] 사업 추진에 의문이 제기되고 있다. 예비타당성조사 결과 B/C(편익비용분석) 결과 기준치 1 대비 0.33으로 비경제적이며 NVP(순가치)는 -1조 5,444억원으로 도출되었고[98], 사업비가 3조 5,708억원에 달하는 등 경제성이 없음이 분명함에도 AHP분석도 거치지 않고 실시설계를 시작했다는 것이다[99]. 특히 국고 사업으로 진행되면서 도로공사의 부채비율이 24조원이 넘는데도 무리하게 진행하여 지속적이고 큰 손해가 예상된다는 점이 지적되었다[100]. 더불어 이명박 전 대통령의 측근인 이상득 전 의원의 지역구가 위치한 포항시로 이어지는 구간이며, 포항시 일대의 대규모 SOC 공사 추진과 관련하여 형님예산, 형님고속도로 등의 비판이 잇따랐다[101].
또한 포항시내를 우회하는 구간의 선정에 있어 기존안은 울산 ~ 포항 구간의 종점에서 포항시를 서쪽으로 우회하여 육지를 통하는 방안이었으나, 동쪽 바다를 가로질러 가는 방안으로 결정되었다. 이 방안은 해저터널과 해상교량, 해상 인공섬, 휴게소 등을 설치한 가칭 영일만대교의 건설을 전제로 한 것인데, 영일만대교의 사업비 문제로 동쪽 바다를 건넌 흥해읍에서 시작하여 영덕군까지 이어지는 노선만이 현재 착공되어, 2024년에 완공되더라도 울산 ~ 포항 구간과 직접 연결되지 않는 별도의 고속도로로 유지하게 된다. 또한 현재 17.1km의 영일만대교는 민자 유치가 계획되고 있는데, 지역구 국회의원이 "황당하고 가치없는 사업"이라고 언급할 정도로 과다한 사업비 부담으로 인해 응하는 업체가 없는 상태이다[102].
영덕 ~ 삼척 구간
경상북도영덕군에서 강원도삼척시를 잇는 노선이다. 이 구간은 전 대한민국 대통령인 박근혜의 주요 공약으로 경상북도포항시에서 영덕군까지 진행되는 공사와 함께 연결되는 구간으로 제시한 사항이나, 타당성조사 결과 B/C 0.26으로 경제성이 거의 없어 영남권 신공항 등과 함께 선심성 공약으로 비판받으며 사실상 추진이 무기한 보류되고 있다[103].
동해시 천곡동부터 강릉시 죽헌동까지 41.7km 구간은 1973년11월에 건설된 동해고속도로 구간은 건설 당시 지형 및 경제적 여건상 시속 40km에서 80 km 수준으로 설계되어 선형이 매우 열악하였으며, 왕복 2차로의 도로로 사고의 위험이 공존하였다. 게다가 이설 전까지는 개방식 요금소인 옥계 요금소가 활용되었으며, 강릉 나들목과 초구 나들목, 묵호 나들목을 제외한 나들목이 모두 평면교차로였다. 따라서 기존 동해고속도로의 노선을 단순히 확장하는 것은 어려울 것으로 판단, 옥계에서 망상까지의 구간을 제외한 전 구간을 4차로로 신설할 것을 검토하였고[106], 2004년 11월 24일 동해 나들목 ~ 강릉 나들목 41 km 구간이 왕복 4차선 규모로 확장 개통되어 이설 개통했다. 또한 같은날 기존 구간은 고속도로 지정에서 해제되었다.
한편 동해고속도로 이설 전까지 요금은 전 구간 500원이었으나, 이설 후 2,200원으로 인상되었다는 점과 이설된 도로가 강릉 시내에서 멀리 떨어져 있어 이용이 불편한 점을 이유로 동해 나들목 이용 차량 기준 당초 예상한 7,000대의 30%에 그치고 있다. 동해고속도로를 이용할 경우, 4배 이상 비싼 요금을 내고도 나들목에서 강릉시내까지 진입해야 하므로 오히려 구 동해고속도로인 국도를 이용하는 편이 빠르기 때문이다. 반면에 국도로 변경되어 통행료가 폐지된 구 동해고속도로 구간에는 신설된 동해고속도로 개통 전보다 차량이 2 ~ 3배 늘어 출퇴근 시간대에 교통혼잡이 가중되고 있다.[107]
또한 구 동해고속도로 구간은 고속국도에서 지정 해제되어 고속국도법의 적용을 받지 않으며, 도로교통법상 일반도로 중 편도 1차로는 최고속도를 60 km/h로 제한한다는 규정에 따라 당초 80 km/h에서 60 km/h로 제한속도가 줄어들었다. 그리고 갓길을 차선으로 활용할 경우 편도 2차로의 운행이 가능한 구간이 많아 시민들은 해당 구간의 차로 수를 늘리고, 제한속도를 높일 것을 주장하고 있다[108].
아래 노선은 2004년 도로현황조서 기준으로, 2004년 11월 24일 동해고속도로가 이설되기 전 나들목과 그 거리를 나타낸 것이다.
↑ 가나다국토교통부 도로국 도로시설안전과 (2016년 10월 4일). “(파일) 2015년 도로교량 및 터널현황”. 《KOSIS》. 2022년 1월 29일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2022년 3월 1일에 확인함.다음 날짜 값 확인 필요: |access-date=, |date= (도움말)