Quốc lộ 38 có một đầu tại ngã ba Ninh Xá ở thành phố Bắc Ninh, chỗ giao cắt với Quốc lộ 1A. Tuyến này có hướng cơ bản là Bắc-Nam, đi qua Tiên Du - cầu Hồ (bắc qua sông Đuống) - Thuận Thành - Cẩm Giàng - Bình Giang - Ân Thi - Kim Động - thành phố Hưng Yên - cầu Yên Lệnh (bắc qua sông Hồng) - Duy Tiên - Kim Bảng. Điểm cuối là ngã ba Chợ Dầu, giao cắt với Quốc lộ 21B tại nơi giáp ranh giữa Ứng Hòa và Kim Bảng. Ngoài thành phố Bắc Ninh, thành phố Hưng Yên, tuyến đường này còn chạy qua các thị trấn Hồ, Cẩm Giang, Kẻ Sặt, Ân Thi, Lương Bằng, Hòa Mạc và Đồng Văn.

Quốc lộ 38 còn kết nối với Quốc lộ 5A tại ngã tư Minh Đức ở Mỹ Hào, các tỉnh lộ 282, 280, 388, 204, 194,200, 205, 39B.