Trước đó, Bộ GTVT đã có tờ trình đề nghị Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề xuất dự án đầu tư xây dựng dự án đường cao tốc này. Dự án được triển khai trên địa phận hai tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa - Vũng Tàu với chiều dài 77,56km.
Theo đề xuất của Bộ GTVT, dự án được xây dựng với quy mô là đường cao tốc loại A, vận tốc thiết kế từ 100-120km/giờ với 6 làn xe chạy; phần đường nối từ Phú Mỹ ra QL 51 được xây dựng theo quy mô đường cấp II đồng bằng.
Điểm đầu của tuyến đường sẽ giao với tuyến tránh thành phố Biên Hòa, điểm cuối sẽ có hai điểm nối ra khu vực cảng Thị Vải - Cái Mép và eo Ông Từ tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.
