این اتوبان در دوران پهلوی دوم و با نظارت امیرعباس هویدا (نخست وزیر وقت) در دهه ۴۰ ساخته شد. در آن زمان، جمعیت ساکن در تهران و همچنین تعداد خودروهای موجود در آن افزایش پیدا کرده بود و افراد از مناطق مختلف، برای تفریح به کرج مراجعه می‌کردند.
همچنین خروجی غربی پایتخت، ظرفیت بار ترافیکی ایجاد شده، برای مراجعه به کرج و همچنین ارتباط با شمال کشور و شهرهایی مانند قزوین را نداشت.
از این رو در آبان ماه سال ۱۳۴۱ دولت تصمیم گرفت، برای کاهش بار ترافیکی راه جدیدی از تهران به کرج ایجاد کند.
راه ساخته شده که در آن زمان به عنوان شاهراه تهران-کرج شناخته می‌شد، اولین اتوبان ایران محسوب می‌شد. ساخت این اتوبان پس از ۴ سال و ۱ ماه در سال ۱۳۴۵ تکمیل شد. بودجه ساخت این اتوبان در آن زمان تقریبا ۵۰ تا ۶۰ میلیون تومان بود.