การศึกษาแนวเส้นทางเลือกของโครงการทางหลวงพิเศษระหว่างเมือง เส้นทาง MR9 สุราษฎร์ธานี-ภูเก็ต ช่วงพังงา-ภูเก็ต ได้พิจารณาแนวทางเลือกทั้งหมด 3 เส้นทาง 

ความสำคัญของแนวเส้นทาง
เป็นเส้นทางรองรับการเดินทางของจังหวัดพังงา และจังหวัดภูเก็ต ซึ่งเป็นแหล่งท่องเที่ยวทางทะเลที่สำคัญของประเทศ

จังหวัดที่แนวเส้นทางพาดผ่าน 
จุดเริ่มต้นแนวเส้นทาง : อำเภอเมืองพังงา จังหวัดพังงา
จุดสิ้นสุดแนวเส้นทาง : อำเภอถลาง จังหวัดภูเก็ต
ผ่านพื้นที่ 2 จังหวัด 3 อำเภอ ได้แก่

• • จังหวัดพังงา 2 อำเภอ ได้แก่ อำเภอเมืองพังงา และ อำเภอตะกั่วทุ่ง
  • จังหวัดภูเก็ต 1 อำเภอ ได้แก่ อำเภอถลาง

ระยะทางรวมโดยประมาณ 54 กิโลเมตร

รูปแบบและรายละเอียดแนวเส้นทาง
พัฒนาเป็นมอเตอร์เวย์ร่วมกับรถไฟสายใหม่ มีจุดเริ่มต้น บริเวณ อำเภอเมืองพังงา จังหวัดพังงา ไปจนถึง อำเภอถลาง จังหวัดภูเก็ต โดยทางรถไฟสายใหม่จะสิ้นสุดแนวเส้นทางบริเวณสนามบินนานาชาติภูเก็ตส่วนมอเตอร์เวย์จะไปสิ้นสุดแนวเส้นทางบริเวณจุดเชื่อมต่อกับโครงการทางพิเศษสายเมืองใหม่-เกาะแก้ว-กะทู้จังหวัดภูเก็ต ของการทางพิเศษแห่งประเทศไทย

การกำหนดแนวเส้นทาง 
แนวเส้นทางของทางหลวงพิเศษฯ ช่วงพังงา-ภูเก็ต มีจุดเริ่มต้นโครงการจะอยู่บริเวณพื้นที่ของ อำเภอเมือง จังหวัดพังงา บริเวณจุดตัดถนนทางหลวงหมายเลข 4311 (พังงา-ทับปุด) โดยแนวเส้นทางมุ่งไปทางทิศตะวันตก ควบคู่ไปทางด้านทิศใต้ของถนนทางหลวงหมายเลข 4 (ถนนเพชรเกษม) เข้าสู่ อำเภอตะกั่วทุ่งซึ่งแนวเส้นทางยังคงมุ่งไปทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ บริเวณท่าเรืองสุระกุล ผ่านพื้นที่ราบลุ่มเป็นส่วนมาก เมื่อแนวเส้นทางผ่านพื้นที่ของชุมชนกะไหล แนวเส้นทางเบี่ยงออกจากถนนทางหลวงหมายเลข 4 (เพชรเกษม) ไปทางด้านทิศใต้ จนไปตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 402 (ภูเก็ต-โคกกลอย) ก่อนที่จะเข้าสู่ อำเภอถลาง จังหวัดภูเก็ต บริเวณพื้นที่ทางด้านทิศตะวันตกของถนนทางหลวงหมายเลข 402 (ภูเก็ต-โคกกลอย) และมีแนวเส้นทางเบี่ยงไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 402 (ภูเก็ต-โคกกลอย) และมีแนวเส้นทางอยู่บริเวณทิศตะวันออกของท่าอากาศยานภูเก็ต จากนั้นแนวเส้นทางเบี่ยงไปทางทิศใต้ ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 402 (ภูเก็ต-โคกกลอย) และถนนทางหลวงหมายเลข 4026 (ทล.402-ท่าอากาศยานภูเก็ต) ซึ่งแนวเส้นทางได้เข้าบรรจบกับแนวเส้นทางของโครงการก่อสร้างทางหลวงแนวใหม่ สายเมืองใหม่-เกาะแก้ว บริเวณพื้นที่ทางตอนใต้ของถนนทางหลวงหมายเลข 4026 (ทล.402-ท่าอากาศยานภูเก็ต)