ความสำคัญของแนวเส้นทาง
เป็นเส้นทางที่เชื่อมโยงการเดินทางระหว่างภาคกลางตอนบนหรือภาคเหนือตอนล่างกับภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนล่าง ซึ่งสามารถช่วยลดระยะทางและเวลาในการเดินทางได้มากเมื่อเทียบกับเส้นทางในปัจจุบันที่มีความต่อเนื่องของเส้นทางไม่ดีนัก และมีมาตรฐานชั้นทางบางช่วงที่ไม่เอื้อต่อการเดินทางระหว่างเมือง นอกจากนี้ยังเป็นเชื่อมต่อระหว่างทางหลวงหมายเลข 1 อำเภอเมืองนครสวรรค์ จังหวัดนครสวรรค์ และมอเตอร์เวย์สายนครราชสีมา-หนองคาย อำเภอโนนไทยจังหวัดนครราชสีมา

รูปแบบการพัฒนา
พัฒนาเป็นทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองโดยบูรณาการเขตทางร่วมกับทางรถไฟสายใหม่ตลอดแนวเส้นทาง โดยในช่วงนครสวรรค์-ชัยภูมิ นำแนวเส้นทางตามผลการศึกษาโครงการรถไฟทางคู่สายใหม่ ช่วงนครสวรรค์-บ้านไผ่ มาปรับใช้จากบริเวณจังหวัดชัยภูมิเสนอให้มีทางรถไฟแยกเป็น 2 เส้นทาง โดยไปยังจังหวัดนครราชสีมาตามแนวทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองหนึ่งเส้นทาง และแยกไปยังอำเภอบ้านไผ่ จังหวัดขอนแก่น ตามแนวเส้นทางรถไฟทางคู่สายใหม่ ช่วงนครสวรรค์-บ้านไผ่ อีกหนึ่งเส้นทาง) แนวเส้นทางจะมีจุดเชื่อมต่อโครงข่ายทางหลวงพิเศษระหว่างเมืองกับแนวเส้นทาง MR1 (เชียงราย-นราธิวาส) ช่วงสุพรรณบุรี-นครสวรรค์ บริเวณจังหวัดนครสวรรค์ และเชื่อมต่อกับแนวเส้นทาง MR1 (เชียงราย-นราธิวาส) ช่วงนครสวรรค์-พิษณุโลก

รายละเอียดแนวเส้นทาง:
      –   จุดเริ่มต้นโครงการ : อ.เมืองนครสวรรค์ จ.นครสวรรค์
      –   จุดสิ้นสุดโครงการ :  อ.โนนไทย จ.นครราชสีมา
      –   ระยะทางรวมประมาณ 230 กิโลเมตร

แนวเส้นทางพาดผ่าน  พื้นที่ 5 จังหวัด 12 อำเภอ ได้แก่
      –   จ.นครสวรรค์ ผ่าน 4 อำเภอ : อ.เมืองนครสวรรค์ อ.พยุหะคีรี อ.ท่าตะโก และ อ.ไพศาลี
      –   จ.เพชรบูรณ์ ผ่าน 2 อำเภอ : อ.วิเชียรบุรี และ อ.ศรีเทพ
      –   จ.ลพบุรี ผ่าน 1 อำเภอ : อ.ลำสนธิ
      –   จ.ชัยภูมิ ผ่าน 2 อำเภอ : อ.เทพสถิต และ อ.บำเหน็จณรงค์
      –   จ.นครราชสีมา ผ่าน 3 อำเภอ : อ.ด่านขุนทด อ.พระทองคำ และ อ.โนนไทย

แนวเส้นทางโครงการ
จุดเริ่มต้นอยู่ที่ทางหลวงหมายเลข 1 (ต่างระดับคลองหลวง – ประตูน้ำพระอินทร์) ตำบลนครสวรรค์ออก อำเภอเมืองนครสวรรค์ จังหวัดนครสวรรค์ วิ่งขนานไปตามแนวเส้นทางรถไฟ ไปทางทิศตะวันออก ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 3004 (พระนอน – ท่าตะโก)  และตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 1145 (ตากฟ้า – หัวถนน) ที่ตำบลหัวถนน อำเภอท่าตะโกจากนั้นแนวเส้นทางยังคงมุ่งไปทางทิศตะวันออกผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 11 (ตากฟ้า – ไดตาล) ที่ตำบลทำนบ กิ่งอำเภอตะโก แนวเส้นทางตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 3330 (สุขสำราญ – สำโรงชัย) ที่ตำบลไพศาลี อำเภอไพศาลี จากนั้นผ่านขึ้นไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือผ่านจังหวัดเพรชบูรณ์ที่อำเภอวิเชียรบุรี และอำเภอศรีเทพ ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 21 (วังชมภู – บ้านโตก) ที่ตำบลพุขาม อำเภอวิเชียรบุรี และตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 2275 (แยกศรีเทพ – ซับบอน) ที่ตำบลนาสนุ่น อำเภอศรีเทพ และมุ่งหน้าไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ เข้าสู่จังหวัดลพบุรี ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 2260 (ลำสนธิ – ซับลังกา) ที่ตำบลกุดตาเพชรอำเภอลำสนธิ และยังคงมุ่งตรงต่อไปเข้าจังหวัดชัยภูมิ ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 2354 (เทพสถิต – ซับใหญ่) ที่ตำบลห้วยยายจิ๋ว อำเภอเทพสถิต ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 205 (ช่องสำราญ – คำปิง) และทางหลวงหมายเลข 2217 (หนองกราด – คำปิง) ที่ตำบลบ้านเพชร อำเภอบำเหน็จณรงค์ วิ่งตรงต่อไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้เข้าสู่จังหวัดนครราชสีมา ตัดผ่านถนนทางหลวงหมายเลข 201 (ด่านขุนทด – หนองบัวโคก) ที่ตำบลบ้านแปลง อำเภอด่านขุนทด และทางหลวงหมายเลข 205 (หนองบัวโคก – โคกสวาย)  และทางหลวงหมายเลข 2369 (พระทองคำ – ดอนไผ่) ที่ตำบลสระพระ กิ่งอำเภอพระทองคำ และตัดกับถนนทางหลวงหมายเลข 2150 (คง – โนนไทย) ที่ตำบลมะค่า อำเภอโนนไทย และไปสิ้นสุดแนวเส้นทางที่บริเวณที่เชื่อมต่อกับทางหลวงพิเศษระหว่างมืองสายนครราชสีมา-หนองคายที่ตำบลด่านจาก อำเภอโนนไทยจังหวัดนครราชสีมา

ตลอดแนวเส้นทางโครงการ มีที่พักริมทาง (Rest Area) ทั้งหมด 9 แห่ง ได้แก่
ศูนย์บริการทางหลวง (Service Center) 2 แห่ง
      –   จ.เพชรบูรณ์ 1 แห่ง : ตั้งอยู่บริเวณ อ.วิเชียรบุรี
      –   จ.นครราชสีมา 1 แห่ง : ตั้งอยู่บริเวณ อ.ด่านขุนทด
สถานที่บริการทางหลวง (Service Area) 2 แห่ง
      –   จ.นครสวรรค์ 1 แห่ง : ตั้งอยู่บริเวณ อ.ท่าตะโก
      –   จ.ชัยภูมิ 1 แห่ง : ตั้งอยู่บริเวณ อ.เทพสถิต
จุดพักรถ (Rest Stop) 5 แห่ง
      –   จ.นครสวรรค์ 2 แห่ง : ตั้งอยู่บริเวณ อ.พยุหคีรี อ.ไพศาลี
      –   จ.เพชรบูรณ์ 1 แห่ง : ตั้งอยู่บริเวณ อ.ศรีเทพ
      –   จ.ชัยภูมิ 1 แห่ง : ตั้งอยู่บริเวณ อ.บำเหน็จณรงค์
      –   จ.นครราชสีมา 1 แห่ง : ตั้งอยู่บริเวณ อ.พระทองคำ

การวิเคราะห์ด้านสิ่งแวดล้อม
แนวเส้นทางมีลักษณะพื้นที่ที่ตัดผ่านมีความลาดชันสูงจนถึงความเอียงน้อย โดยผ่านพื้นที่ลุ่มน้ำชั้น 1A เป็นระยะทาง 0.89 กิโลเมตร พื้นที่ลุ่มน้ำชั้น 1B เป็นระยะทาง 1.56 กิโลเมตร พื้นที่ลุ่มน้ำชั้น 2 เป็นระยะทาง 2.57 กิโลเมตร ตัดผ่านพื้นที่ป่าสงวนแห่งชาติ 4 แห่ง ได้แก่ ป่าเขาคอก ป่าเขาโลมนาง และป่าเขาสอยดาว, ป่าสองข้างทางชัยวิบูลย์, ป่านายางกลัก และป่าฝั่งซ้ายแม่น้ำป่าสัก รวมระยะทาง 63.10 กิโลเมตร ตัดผ่านเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า 1 แห่ง คือ ซับลังกา ระยะทาง 3.33 กิโลเมตร สำหรับพื้นที่อ่อนไหวต่อผลกระทบสิ่งแวดล้อมในระยะ 500 เมตรจากสองฝั่งแนวเส้นทาง ประกอบด้วย สถานศึกษา 12 แห่ง ศาสนสถาน 11 แห่ง สถานพยาบาล 1 แห่ง และชุมชน 22 ชุมชน ไม่พบโบราณสถาน ในระยะ 1 กิโลเมตรจากสองฝั่งแนวเส้นทาง
      ลักษณะการใช้ประโยชน์ที่ดินของพื้นที่ที่แนวเส้นทางตัดผ่าน ประกอบด้วย พื้นที่เกษตรกรรม 12,020.62 ไร่ พื้นที่ป่าไม้ 1,357.71 ไร่ พื้นที่ไม่ใช้ประโยชน์ 525.84 ไร่ พื้นที่ชุมชนและสิ่งปลูกสร้าง 298.76 ไร่ และพื้นที่แหล่งน้ำ 102.19 ไร่ โดยแนวเส้นทางมีจุดตัดถนนสายหลัก 20 จุด ถนนชุมชน 7 จุด นอกจากนี้ ยังตัดผ่านแหล่งน้ำประเภทแม่น้ำลำคลอง 79 จุด
      โดยสรุปแนวเส้นทาง ช่วงนครสวรรค์-นครราชสีมา พบว่า แนวเส้นทางตัดผ่านพื้นที่อนุรักษ์ด้านสิ่งแวดล้อมหลายแห่ง ทั้งพื้นที่ลุ่มน้ำชั้น 1A พื้นที่ลุ่มน้ำชั้น 1B พื้นที่ลุ่มน้ำชั้น 2 ป่าสงวนแห่งชาติ และเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่า พื้นที่ที่ตัดผ่านบางส่วนมีความลาดชันสูง และพบพื้นที่อ่อนไหวต่อผลกระทบสิ่งแวดล้อมทั้งสถานศึกษา ศาสนสถาน สถานพยาบาล และชุมชน จึงต้องให้ความสำคัญกับผลกระทบสิ่งแวดล้อมด้านต่าง ๆ ที่อาจเกิดขึ้นกับทรัพยากรสิ่งแวดล้อมดังกล่าว รวมถึงกำหนดมาตรการด้านสิ่งแวดล้อมเพื่อป้องกัน แก้ไขและลดผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นอย่างเหมาะสม