จังหวัดปทุมธานี เป็นจังหวัดในเขตปริมณฑล ตั้งอยู่ทางด้านทิศเหนือของกรุงเทพมหานครเป็นพื้นที่ที่มีศักยภาพในการพัฒนาทั้งทางด้านเศรษฐกิจ และสังคมที่สูงมากจังหวัดหนึ่ง และมีการขยายตัวอย่างรวดเร็ว ปัจจุบันได้พัฒนาเป็นพื้นที่ก่อสร้างโรงงานอุตสาหกรรม อาคารพาณิชย์ สถาบันการศึกษา การเงินและการลงทุน มีชุมชนที่พักอาศัยขนาดใหญ่จำนวนมาก  ซึ่งเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อความต้องการในการเดินทางคมนาคม  ปัจจุบันมีเส้นทางสายหลักที่ใช้เพื่อการเดินทางคมนาคมขนส่ง คือ ทางหลวงหมายเลข 1 (ถนนพหลโยธิน) ทางหลวงหมายเลข 305 (ถนนรังสิต – องครักษ์) ทางหลวงหมายเลข 306 (ถนนติวานนท์) ทางหลวงหมายเลข 346 (รังสิต – ปทุมธานี) และทางหลวงหมายเลข 3100 (ถนนเลียบคลองรังสิต) ซึ่งทางหลวงสายหลักดังกล่าวมีปริมาณการจราจรเฉลี่ยสูงมากกว่า 30,000 คัน/วัน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงชั่วโมงเร่งด่วน ปัญหาการจราจรติดขัดจะทวีความรุนแรง และมีผลกระทบอย่างมากต่อการดำเนินชีวิตของประชาชนและก่อให้เกิดความสูญเสียทางด้านเศรษฐกิจของประเทศโดยรวม

ด้วยเหตุผลและความจำเป็นดังกล่าว กรมทางหลวงจึงดำเนินการแก้ไขปัญหาการจราจร โดยการก่อสร้างเพิ่มช่องจราจรถนนช่วงจากบางบัวทอง – บางคูวัด เป็นทาง 4 ช่องจราจร และก่อสร้างสะพานข้ามแม่น้ำเจ้าพระยาแห่งใหม่บริเวณบางคูวัด พร้อมทั้งปรับปรุงขยายช่องจราจรของทางหลวงหมายเลข 3100 ช่วงบางคูวัด – ถนนเลียบคลองรังสิต ให้เป็นทางขนาด 6 ช่องจราจร แต่เนื่องจากปริมาณการจราจรบนถนนโครงข่ายตามที่กล่าวถึงในเบื้องต้นนั้น ยังคงมีปริมาณการจราจรที่สูงมาก และแนวเส้นทางผ่านย่านธุรกิจการค้า ชุมชนที่อยู่อาศัยขนาดใหญ่ โดยเฉพาะบริเวณตลาดรังสิต และศูนย์การค้าฟิวเจอร์ปาร์ครังสิต ซึ่งมีปัญหาการจราจรคับคั่งและติดขัดอย่างมากในปัจจุบัน จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทำการศึกษาโครงการพัฒนาโครงข่ายทางหลวงตามแนวสายทางปทุมธานี – รังสิต – อ.องครักษ์ เพื่อให้เป็นเส้นทางเลือกใหม่ในการเดินทาง โดยมีจุดเริ่มต้นที่ทางหลวงหมายเลข 3100 (ถนนเลียบคลองรังสิต) สิ้นสุดที่ทางหลวงหมายเลข 305 บริเวณทางแยกเข้า อ.องครักษ์ ระยะทางประมาณ 47 กิโลเมตร เพื่อให้การคมนาคมขนส่งมีความสะดวก รวดเร็ว ปลอดภัย และประหยัดค่าใช้จ่ายในการเดินทาง และที่สำคัญจะเป็นการเชื่อมโยงโครงข่ายหลักตามแนวด้านตะวันออก – ด้านตะวันตก (East – West Corridor) โดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นที่ภายในวงแหวนรอบนอกกรุงเทพมหานคร จากช่วงวงแหวนรอบนอกฝั่งตะวันออก – วงแหวนรอบนอกฝั่งตะวันตก โดยใช้ตามแนวทางหลวงหมายเลข 305 (ธัญบุรี – รังสิต) ทางหลวงหมายเลข 3100 (ถนนเลียบคลองรังสิต) สะพานข้ามแม่น้ำเจ้าพระยาแห่งใหม่ (ถนนเลียบคลองรังสิต – บางคูวัด) และทางหลวงหมายเลข 345 (บางคูวัด – บางบัวทอง) และเป็นไปตามความเห็นและข้อเสนอแนะของสภาที่ปรึกษาเศรษฐกิจ และสังคมแห่งชาติ เมื่อวันที่ 23 ธันวาคม 2547