В 1920-е годы основным типом дорог в стране оставались грунтовые. Их улучшали методом профилирования и применением различных добавок: глины и песка, шлаков и гравия, жерствы и торфа, жидкого стекла и дефекационной грязи.
В 1926 году в Москве был основан Центральный НИИ по строительству и эксплуатации дорог. В 1936 году на его базе был основан Дорожный научно-исследовательский институт (ДорНИИ).
В 1927 году в Ленинградской области на тракте Псков-Шимск проведен опыт улучшения грунтовой дороги органическими вяжущими материалами (полугудроном и гудроном). В это же время на Волоколамском шоссе дорожники уложили первые 80 м асфальтобетонного покрытия. Вскоре асфальтобетонные, бетонные и железобетонные участки появились под Ленинградом, в Баку, Ялте и Туапсе.
За период с 1922 по 1928 год построено и перестроено 3,8 тыс. км дорог, однако почти половина из них — грунтовые. Развернулось строительство больших трактов: Чуйского, Кяхтинского, Усинского, Тункинского, дан старт созданию Черноморского шоссе. К концу 1932 года действовали уже 5822 автомобильные линии протяженностью 35 тыс. км.
В годы первой пятилетки было выпущено более 3500 легких и средних прицепных дорожных грейдеров на конной тяге. Но для выполнения плана — построить в СССР 360 тысяч км новых шоссейных дорог и отремонтировать 1.3 млн км грунтовых, недоставало ресурсов: не хватало не только денег и техники, но и квалифицированных специалистов-дорожников. Тем не менее удалось привести в порядок 102 тысячи 100 км дорог. Были сданы в эксплуатацию Чуйский тракт (598 км), Усинский тракт (345 км) и некоторые другие важнейшие для освоения Сибири и Дальнего Востока дороги. При этом 90 % дорог в России оставались без твёрдого покрытия.
В 1930-х годах широко развернулось строительство усовершенствованных дорог. Строители Ленинградской области опробовали обработку разжижённым битумом участка Ораниенбаумского шоссе, на Московско-Нижегородском шоссе была применена обработка покрытия цементным раствором разной консистенции.
В 1931 году было организовано первое в СССР производство битумных эмульсий. Механизация дорожных работ позволила шире применять местные материалы (гравийные смеси, опоки, известь, ракушечник). В том же году на заводах Дормаштреста начался выпуск специализированной дорожной техники: самоходных катков, камнедробилок, навесного оборудования для сезонных дорожных работ.
В 1931 году были разработаны первые в СССР обязательные технические условия для строительства дорог, в которых все они были подразделены по грузонапряженности и типу дорожной одежды на три типа: грунтовые, мощёные и шоссейные. В это время по дорогам еще предусматривается движение гужевого транспорта, так как в ведении Союзтранса находилось 6 тысяч автомобилей и 22 тысячи лошадей.
В 1932 году в Москве был пущен в эксплуатацию первый завод по производству холодных асфальтобетонных смесей, который уже в первый год выпустил 1500 тонн продукции.
Были построены асфальтированные подъезды к Москве, Ленинграду и другим крупным городам.
В 1934 году в СССР наладили выпуск автогудронаторов, что позволило ускорить темпы прокладки асфальтированных дорог и улучшить их качество. Стали применяться разжиженные битумы, битумные и дёгтевые эмульсии, содержащие около 50 % воды и 2 % эмульгатора. Этот метод позволял работать при более низких температурах и с влажным щебнем, а также с гравийными материалами с большим содержанием пылеватых и песчаных частиц. Дороги низших категорий стали строить методом смешения компонентов прямо на дороге.
В начале третьей пятилетки в СССР началось строительство дорог с покрытием из цементобетона, однако в условиях российских морозов при неоднородности земляного полотна метод укладки бетонных плит толщиной 18-24 см, соединенных арматурой, оказался неудачным: покрытие быстро ломалось.
Первой автомагистралью стала Минское шоссе.
Постановлением Совнаркома СССР 1934 года было решено построить первую в стране автомагистраль от Москвы до Минска протяженностью 695 километров с расчетной скоростью движения 120 километров в час. Полтора года шли изыскания и ее первоначальное проектирование. На почти 700-километровом протяжении она должна была в 13 местах пересечь железнодорожные линии, пройти через 115 рек и речушек. Предстояло соорудить 627 транспортных развязок и 9 путепроводов. Впервые было запланировано строительство железобетонных мостов.Поначалу дорога должна была иметь 18-метровую ширину проезжей части с 3-метровой разделительной полосой. Для движения тракторов, которые в то время имели металлические колеса с треугольными шипами, вдоль асфальтированного шоссе планировались тракторные пути. А для прогона скота через каждые 5 километров были предусмотрены каменноарочные переходы.
Однако первоначальный проект магистрали оказался слишком дорогостоящим — 1 миллиард рублей, поэтому его упростили до 600 миллионов. В числе техники имелось только два с половиной десятка устаревших тракторов и три экскаватора. Потом — в апреле 1937 года — сюда направили 70 машин, но основной объем работы выполнен силами людей — 105 тыс. человек фактически вручную в основном построили магистраль к концу 1938 г. Полное завершение работ было намечено на 1940-41 годы. Однако завершена она была только после Великой Отечественной войны.
На начало 1941 года в РСФСР 67,8 тыс. км дорожной сети, или 7,8 % от общей протяженности имели твердые покрытия.
Дорожное строительство не прекращалось и в годы Великой Отечественной войны. Во время боевых действий были разрушены 91 тысяча километров дорог, 90 тысяч мостов общей длиной 980 км. В составе РККА были организованы дорожные войска, которые проложили более 5 тыс. км дорог с твердым покрытием, восстановили и построили более 1 тыс. км мостов.
В послевоенный период (1946—1958 годы) дорожная сеть с твердым покрытием была доведена до 106,2 тыс. км.
В 1948 г. был выпущен первый советский трехосный самоходный автогрейдер.
За эти годы построены и реконструированы крупные автомобильные магистрали, создавшие основу для развития дорожной инфраструктуры страны: Москва-Ленинград, Москва-Симферополь, Москва-Куйбышев, Харьков-Ростов, Ростов-Орджоникидзе, Ленинград-Таллин, Ярославль-Вологда и др. Кроме того, были реконструированы подъезды к крупным городам — Москве, Ленинграду и др.
Пик дорожного строительство пришёл на 1970-80-е года. К 1970 году доля дорог с твердым покрытием выросла до 36,6 %, а к 1980 — до 64 %. К этому времени на карте России появились новые магистральные дороги Москва — Волгоград — Астрахань, Вологда — Ленинград, Москва — Брянск — Киев, Куйбышев — Челябинск — Курган, Иркутск — Улан-Удэ — Чита и многие др. Построены большие капитальные мосты, в том числе через реки Днепр, Дон, Волгу, Неву, Обь, Енисей, первый автодорожный мост через Амур. К концу 1990 года протяженность дорожной сети общего пользования с твердым покрытием увеличилась на 36 тыс. км и составила 87,8 %, из них усовершенствованные покрытия составили 63,5 %.
К 1990 г. сеть дорог общего пользования в РСФСР составила 455,4 тыс. км, из них 41 тыс. км дорог общегосударственного и 57,6 тыс. км республиканского значения. Тем не менее каждый десятый районный центр (160 из 1837) не был соединен с областными и республиканскими городами дорогами с твердым покрытием или не имел выезда на основную сеть автомагистралей, 7,4 % усадеб колхозов и совхозов (1700 из 23000), и около 250 тыс. средних, мелких населенных пунктов и фермерских хозяйств не имели выезда на главные дороги по полотну с твёрдым покрытием. На решение этой проблемы было нацелено принятое в феврале 1988 года постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР «О государственной программе строительства и реконструкции автомобильных дорог в Нечернозёмной зоне РСФСР», которым предусматривалось до 1995 года ввести в эксплуатацию 170—200 тысяч километров дорог, из них 60-70 тыс. км общего пользования, 110—130 тыс. км внутрихозяйственного.
В начале 1990-х дорожное хозяйство претерпевает радикальные структурные изменения, в управлении во взаимосвязи с изменениями классификации дорог как объектов собственности.
Постановлением Правительства РСФСР с конца 1991 года введено понятие федеральных дорог, утверждены их перечни. В их числе 21 «магистральная» и 47 «прочих федеральных дорог».
Государственное управление дорожным хозяйством возложили на Министерство транспорта России. Для осуществления управленческих функций в его составе был образован Федеральный дорожный департамент, а с 1996 года Федеральная автомобильно-дорожная служба России, в управление которой отданы 40 тыс. км основных автомагистралей, оставленных в федеральной собственности. Остальная часть дорожной сети передана в ведение субъектов Федерации.
Учитывая важность автомобильных дорог в развитии экономики страны, в 1994 году Правительством РФ утверждена программа совершенствования и развития автомобильных дорог на 1995—2000 гг. «Дороги России». Дальнейшее развитие отрасли связано с программой "Модернизация транспортной системы России (2002—2010). С 2004 года она реализуется при участии Федерального дорожного агентства (Росавтодор), образованного для оказания государственных услуг и управления государственным имуществом в сфере автомобильного транспорта и дорожного хозяйства, в том числе в области учета федеральных автомобильных дорог.
В 2008 году появляется Транспортная стратегия РФ на период до 2030 года. На решение заложенных в ней задач направлена Федеральная целевая, а далее государственная программа Российской Федерации «Развитие транспортной системы» на период до 2021 года, где «дорожному хозяйству» отведена отдельная подпрограмма. В числе главных направлений — увеличение протяженности автомобильных дорог федерального значения, соответствующих нормативным требованиям; развитие сети автомагистралей и скоростных автомобильных дорог общего пользования федерального значения; увеличение протяженности соответствующих нормативным требованиям автомобильных дорог федерального значения, входящих в систему международных транспортных коридоров; повышение надежности и безопасности движения по автомобильным дорогам федерального значения.
Большой объем работ проведен в период с 2013 по 2017 годы. За пять лет после строительства и реконструкции введено в эксплуатацию почти 1,9 тыс. км федеральных дорог, Росавтодором отремонтировано (в том числе капитально) свыше 44,5 тыс. км дорожной сети. За 2017 год объем работ составил 8,9 тыс. км.
