Toàn tuyến có chiều dài là 666,79 km, trong đó đoạn tuyến xây dựng mới có chiều dài là 609,02 km, 57,77 km tận dụng từ những tuyến đường có sẵn. Đây là trục giao thông quan trọng chạy giữa Quốc lộ 1 và đường Hồ Chí Minh, kết nối 10 tuyến quốc lộ trong khu vực. Theo quyết định ngày 1 tháng 9 năm 2021 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Quy hoạch mạng lưới đường bộ thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050, tuyến đường Trường Sơn Đông thuộc danh sách các tuyến quốc lộ chính yếu ở khu vực Trung Bộ và Tây Nguyên. Đường Trường Sơn Đông dự kiến hoàn thành vào năm 2025.[2]