ความสำคัญของเส้นทาง
เป็นเส้นทางที่เชื่อมโยงเมืองหลักระหว่าง พิษณุโลก และ นครสวรรค์ เพิ่มเติมจากทางหลวงหมายเลข 117 เป็นเส้นทางที่ต่อเนื่องจากทางหลวงพิเศษระหว่างเมือง ช่วงพิษณุโลก-เชียงใหม่ บริเวณจังหวัดนครสวรรค์ จะเป็นจุดเชื่อต่อโครงข่ายกับเส้นทาง MR5 (นครสวรรค์-อุบลราชธานี) ในแนวตะวันออก-ตะวันตก สามารถเชื่อมต่อไปยังจังหวัดนครราชสีมาและอุบลราชธานีและด่านชายแดนไทยสปป.ลาว ที่ด่านช่องเม็ก และสะพานมิตรภาพไทย-ลาว แห่งที่ 6 (นาตาล-ละครเพ็ง) ที่มีแผนจะก่อสร้างในอนาคต

รูปแบบการพัฒนา
ส่วนใหญ่พัฒนาเป็นมอเตอร์เวย์แยกออกจากระบบราง และมีบางช่วงที่ใช้เขตทางร่วมกับรถไฟสายใหม่คือ บริเวณ อ.เมืองนครสวรรค์ จ.นครสวรรค์

รายละเอียดแนวเส้นทาง 
จุดเริ่มต้นโครงการ : อ.เมืองนครสวรรค์ จ.นครสวรรค์
จุดสิ้นสุดโครงการ : อ.เมืองพิษณุโลก จ.พิษณุโลก
ระยะทางรวมประมาณ 131 กิโลเมตร
แนวเส้นทางผ่านพื้นที่ 3 จังหวัด 11 อำเภอ ได้แก่
   –  จ.นครสวรรค์ 3 อำเภอ : อ.ชุมแสง อ.เก้าเลี้ยว และ อ.เมืองนครสวรรค์
   –  จ.พิจิตร 5 อำเภอ: อ.เมืองพิจิตร อ.สามง่าม อ.โพธิ์ประทับช้าง อ.บึงนาราง และ อ.โพทะเล
   –  จ.พิษณุโลก 3 อำเภอ : อ.เมืองพิษณุโลก อ.บางระกำ และ อ.บางกระทุ่ม

แนวเส้นทางโครงการ
จุดเริ่มต้นแนวเส้นทางอยู่บริเวณพื้นที่อำเภอเมือง จังหวัดนครสวรรค์ บริเวณจุดตัดแนวเส้นทางของทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองสายนครสวรรค์-อุบลราชธานี แนวเส้นทางมุ่งไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ ผ่านพื้นที่ทางการเกษตร ของอำเภอเก้าเลี้ยว และอำเภอชุมแสง จากนั้นเข้าสู่อำเภอโพทะเล จังหวัดพิจิตร ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 1067 (บางมูลนาก-บรรพตพิสัย) เข้าสู่อำเภอบึงนาราง ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 1289 (บ้านบึงนาราง-บ้านวังสำโรง) เข้าสู่อำเภอโพธิ์ประทับช้าง มุ่งหน้าไปทางทิศเหนือ ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 1070 (โพธิ์ประทับช้าง-ตะพานหิน) ก่อนที่เส้นทางเบี่ยงเข้าไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนืออีกครั้งผ่านพื้นที่ทางด้านตะวันตกของชุมชนบ้านไผ่ท่าโพใต้ ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 1276 (บ้านบึงสามัคคี-บ้านวังจิก) ผ่านพื้นที่ทางการเกษตรของอำเภอเมือง ก่อนเข้าสู่อำเภอสามง่าม ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 115 (พิษณุโลก-กำแพงเพชร) ก่อนที่แนวเส้นทางจะวกกลับมาทางทิศเหนือเข้าสู่พื้นที่อำเภอเมืองอีกครั้ง แนวเส้นทางยังคงมุ่งขึ้นไปทางทิศเหนือ เข้าสู่อำเภอบางกระทุ่ม จังหวัดพิษณุโลก ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 1312 (สามง่าม-บางกระทุ่ม) ผ่านพื้นที่ระหว่างพื้นที่ทางด้านทิศตะวันตกของแม่น้ำน่าน และพื้นที่ทางด้านทิศตะวันออกของแม่น้ำยม เข้าสู่พื้นที่อำเภอบางระกำและอำเภอเมือง จากนั้นแนวเส้นทางจึงเบี่ยงไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 117 (พิษณุโลก-อุตรดิตถ์)และถนนทางหลวงหมายเลข 1065 (พิษณุโลก-บางระกำ) ก่อนที่แนวเส้นทางจะมุ่งหน้าไปทางทิศเหนือ บรรจบกับทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองสายตาก-นครพนม ซึ่งสามารถเชื่อมต่อไปยังทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองช่วงพิษณุโลก-เชียงใหม่และแนวรถไฟความเร็วสูงสายพิษณุโลก-เชียงใหม่ ต่อไป

ที่พักริมทาง (Rest Area)
ตลอดแนวเส้นทางโครงการ มีที่พักริมทาง (Rest Area) ทั้งหมด 5 แห่ง ได้แก่

• • ศูนย์บริการทางหลวง (Service Center) 1 แห่ง :
    – จ.พิจิตร : ตั้งอยู่บริเวณ อ.โพธิ์ประทับช้าง
  • สถานที่บริการทางหลวง (Service Area) 2 แห่ง :
    – จ.พิจิตร : ตั้งอยู่บริเวณ อ.โพทะเล
    – จ.พิษณุโลก : ตั้งอยู่บริเวณ อ.บางกระทุ่ม
  • จุดพักรถ (Rest Stop) 2 แห่ง :
    – จ.นครสวรรค์ 1 แห่ง : อ.เก้าเลี้ยว
    – จ.พิษณุโลก 1 แห่ง : อ.เมืองพิษณุโลก

การวิเคราะห์ด้านสิ่งแวดล้อม

• • แนวเส้นทางมีลักษณะพื้นที่ที่ตัดผ่านมีความลาดชันค่อนข้างสูงจนถึงความลาดชันต่ำ โดยแนวเส้นทางไม่ตัดผ่านพื้นที่อนุรักษ์สิ่งแวดล้อมประเภทพื้นที่ลุ่มน้ำชั้น 1A 1B และ 2 พื้นที่อุทยานแห่งชาติและป่าสงวนแห่งชาติแต่อย่างใด
  • สำหรับพื้นที่อ่อนไหวต่อผลกระทบสิ่งแวดล้อมในระยะ 500 เมตรจากสองฟากแนวเส้นทาง ประกอบด้วย สถานศึกษา 7 แห่ง ศาสนสถาน 5 แห่ง และชุมชน 13 ชุมชน ไม่พบสถานพยาบาล พบโบราณสถานในระยะ 1 กิโลเมตรจากสองฟากแนวเส้นทาง 3 แห่ง ได้แก่ วัดสนามคลีตะวันตก วัดย่านยาว และวัดโคกสลุด อำเภอบางกระทุ่ม จังหวัดพิษณุโลก
  • ลักษณะการใช้ประโยชน์ที่ดินของพื้นที่ที่แนวเส้นทางตัดผ่าน ประกอบด้วย พื้นที่เกษตรกรรม 6,460.77 ไร่ พื้นที่ป่าไม้ 64.61 ไร่ พื้นที่ไม่ใช้ประโยชน์ 401.67 ไร่ พื้นที่ชุมชนและสิ่งปลูกสร้าง 272.08 ไร่ และพื้นที่แหล่งน้ำ 255.20 ไร่ โดยแนวเส้นทางเลือกที่ 2 มีจุดตัดถนนสายหลัก 9 จุด และถนนชุมชน 57 จุด นอกจากนี้ ยังตัดผ่านแหล่งน้ำประเภทแม่น้ำลำคลอง 87 จุด

โดยสรุปแนวเส้นทางช่วงนครสวรรค์-พิษณุโลก พบว่า แนวเส้นทางไม่ได้ตัดผ่านพื้นที่อนุรักษ์สิ่งแวดล้อม พื้นที่ที่ตัดผ่านบางส่วนมีความลาดชันค่อนข้างสูง และพบพื้นที่อ่อนไหวต่อผลกระทบสิ่งแวดล้อมทั้งสถานศึกษา ศาสนสถาน และชุมชน รวมถึงแหล่งโบราณสถานอยู่ใกล้เคียงแนวเส้นทาง จึงต้องให้ความสำคัญกับผลกระทบสิ่งแวดล้อมด้านต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นกับทรัพยากรสิ่งแวดล้อมดังกล่าว รวมถึงกำหนดมาตรการด้านสิ่งแวดล้อมเพื่อป้องกัน แก้ไข และลดผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นอย่างเหมาะสม