國道1號（中山高速公路）於民國67年全線通車，帶動近30年來國家經濟之發展。北部地區國道1號連接臺灣政經中心（台北）與科技中心（新竹），串連沿線科技產業聚落，聯結桃園國際機場，不但是臺灣經濟命脈之所在，更是臺灣與國際間之出入門戶。
近年來，桃園地區重大開發建設計畫及交通建設陸續進行，吸引大量人口就業及居住。而國道1號行經桃園、內壢、中壢、平鎮、楊梅等精華地區；由於高速公路的舒適與便捷，除長程通過性交通外，短程交通亦大量利用，造成國道1號五股至楊梅段之道路服務水準下降，不但牽動區域之發展，更影響國家整體競爭力，因此極需研擬改善對策。
鑑此，交通部國道高速公路局於93年7月完成前期計畫「桃園地區（高、快速公路及交流道聯絡道路）整體路網運輸供需及路網建設推動之探討」，其中探究國道1號五股至楊梅路段壅塞的主要原因包括：1.交織頻繁，造成主線交通容量折減；2.交流道間距小、干擾大；3.車道遞減佈設及路段容量不足；4.交流道與聯絡道回堵主線；5.替代道路服務水準不佳；故建議五楊段應拓宽改善。緣此，高公局續於97年8月完成「國道1號五股至楊梅段拓寬工程可行性研究」作業，97年6月9日環境影響說明書經環保署環評審查委員會審議「有條件通過」，97年11月11日可行性研究報告奉行政院原則同意。本工程建設計畫嗣經高公局陳報交通部於97年11月27日轉陳行政院，並於98年2月3日奉行政院核復原則同意，並加速推動。
另本工程於98年2月4日奉交通部指示由交通部臺灣區國道新建工程局接辦，並以98年2月9日為業務移交基準日。
