ความสำคัญของเส้นทาง
แนวเส้นทางสามารถเชื่อมต่อการเดินทางระหว่างภาคตะวันเฉียงเหนือตอนบนและภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนล่างอย่างเป็นระบบ ลดปัญหาการจราจรบนทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 2 ช่วยส่งเสริมเศรษฐกิจในชุมชนที่อยู่ในพื้นที่ และรองรับการขนส่งในหลายรูปแบบ

จังหวัดที่แนวเส้นทางพาดผ่าน  ได้แก่ นครราชสีมา มหาสารคาม และขอนแก่น

• จ.ขอนแก่น :    อ.บ้านไผ่ อ.โนนศิลา อ.พล และ อ.หนองสองห้อง
• จ.นครราชสีมา:  อ.ประทาย อ.บัวลาย อ.บัวใหญ่ อ.สีดา อ.คง อ.เมืองนครราชสีมา อ.โนนสูง อ.โนนไทย และ อ.ขามทะเลสอ

จุดเริ่มต้นโครงการ :    อ.บ้านไผ่ จ.ขอนแก่น
จุดสิ้นสุดโครงการ :     อ.ขามทะเลสอ จ.นครราชสีมา

รูปแบบและรายละเอียดแนวเส้นทาง 
ช่วงจุดเริ่มต้นบริเวณส่วนต่อขยายจากทางหลวงพิเศษระหว่างเมือง บางปะอิน-นครราชสีมา ในพื้นที่ ตำบลขามทะเลสอ อำเภอขามทะเลสอ พัฒนาเป็นทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองร่วมกับรถไฟสายใหม่ เพื่อไปเชื่อมต่อกับเส้นทาง MR5 กาญจนบุรี-อุบลราชธานี หลังจากนั้น แนวเส้นทางจะพัฒนาเป็นทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองแยกออกจากระบบรางจนถึงจังหวัดขอนแก่น โดยใช้แนวตามผลการศึกษาโครงการทางหลวงพิเศษระหว่างเมือง ช่วงนครราชสีมา-ขอนแก่น และไปสิ้นสุดโครงการบริเวณอำเภอบ้านไผ่ จังหวัดขอนแก่น ซึ่งมีจุดเชื่อมต่อกับเส้นทาง MR4 (ตาก-นครพนม)