כביש 3 הוא כביש מרכזי המחבר את דרום הארץ לירושלים, דרך מחלף לטרון וכביש 1. החברה הלאומית לדרכים בישראל שדרגה את הכביש והפכה אותו לדו-נתיבי ורב-מסלולי. כמו כן בוצעה הפרדה מפלסית בין הכביש לבין מסילות הרכבת החוצות אותו על ידי רכבת ישראל.
למרות זאת, הכביש אינו כביש מהיר כיוון שהוא משמש ככביש הגישה היחיד לרבים מהיישובים שבצידו.
בעקבות הסכמי אוסלו משנת 1993 נמסר תוואי הכביש באזור רמאללה ויריחו לרשות הפלסטינית (בדומה לקטעים בכביש 60) וקטעי כביש מפוצלים שנשארו בשליטת ישראל הפכו לכבישים מקומיים הממוספרים ב-3 או 4 ספרות. מאז 1995 ועד שנת 2004, הכביש היה מסתיים בצומת עם כביש 443. בשנת 2004 נבנתה גדר ההפרדה בין הכפר בית סירא לבין היישוב מכבים והכביש נחסם לתנועה בקטע זה; לכן כיום מסתיים הכביש בצומת מבוא חורון, כשבעה ק"מ בלבד מדרום לצומת עם כביש 443.
בשנים 2002–2003 נסלל מחדש קטע הכביש שבין מחלף בקוע ועד לצומת חטיבה שבע. במקטע זה היה קיים כביש צר ומפותל והוחלט לשדרגו לכביש רחב ודו-מסלולי. זהו הקטע היחיד בכביש 3 שנבנה בסטנדרטים של כביש מהיר ולא קיימים רמזורים לאורכו. במסגרת ניסוי של מע"צ שמטרתו הייתה לאתר טכנולוגיות נוספות לסלילת כבישים, נבנה קטע הכביש מבטון, ומאז זהו קטע הכביש היחיד בישראל שסלול מבטון ולא מתערובות אספלט. בעבר נפוצה שמועה כי בניית הכביש מבטון נועדה לאפשר נחיתת מטוסים במקרי חירום, אלא שהמטרה הייתה מציאת טכנולוגיות חלופיות לאספלט כדי לחסוך בעלויות אחזקה וייבוא חומרי גלם[4], ראיה לכך שהכביש אינו מתאים לנחיתת מטוסים הם עיקוליו של הכביש, וכן הימצאותם של עמודי תאורה בצדדיו וגדר הפרדה במרכזו.
בשנים 2003–2006 שודרגו באופן משמעותי קטעי הכביש שבין צומת מסמיה ועד צומת נחשון. הכביש הורחב ונוספו בו נתיבים נוספים.
בשנת 2011 הוחלט להרחיב ולשדרג גם את הקטע שבין אשקלון לקריית מלאכי, אך בהיעדר תקציב, בוצע רק שיפור של הצמתים המסוכנים בקטע, במסגרתו הוצבו רמזורים ושופר מערך הנתיבים. עם זאת, קטע הכביש שבין צומת קסטינה לכפר ורבורג הורחב כבר בשנות ה-80, בעת שיגאל הורביץ, שהיה תושב כפר ורבורג, היה שר אוצר[5].
החל מאוקטובר 2015 ועד לסוף 2018, הורחב קטע הכביש בין צומת אבא הלל לצומת משואות יצחק, לכביש דו-נתיבי, דו-מסלולי. החל באוקטובר 2017 ועד לאפריל2019 הורחב גם קטע הכביש שבין צומת משואות יצחק וצומת כפר ורבורג לכביש דו-נתיבי, דו-מסלולי. במהלך החודשים יולי ואוגוסט 2019 נבנה מעבר תת-קרקעי להולכי רגל מתחת לכביש בסמוך למחנה עמנואל, בעקבות מקרים רבים בהם נפגעו חיילים שחצו את הצומת בכניסה למחנה.
תוכניות עתידיות
לפי תוכנית המתאר הארצית לדרכים, קטע כביש 3 שבין מחלף שורק ומחלף לטרון, יוסב בעתיד לכביש מהיר כהמשכו של כביש 7 הקיים כיום. במסגרת שינוי זה צפויה העתקת מחלף לטרון כקילומטר צפונה, וכן צפוי מיחלוף הצמתים לאורכו. בתחילה תוכנן שקטע כביש זה, לאחר שדרוגו, ישנה את מספרו ל-7; אולם על-פי תוכנית משרד התחבורה לעדכון המספור של רבים מכבישי ישראל שעליה פורסם בסוף שנת 2018 – כביש 7 הקיים כיום, יחד עם כביש 41 שצפוי לעבור שדרוג, הם אלו שצפויים להיות ממוספרים כהמשכו של כביש 3 הקיים והמתוכנן, בין מחלף שורק לכביש 443. קטע כביש 3 בין צומת אבא הלל למחלף שורק צפוי להתפצל מכביש 3 ולקבל מספר אחר כביש 33 [דרוש מקור].
בעתיד מתוכנן לסלול מחדש את קטע הכביש שסלול מבטון, ולהחליפו בכביש אספלט[דרוש מקור]. כמו כן, צפוי להיסלל מחדש קטע כביש 3 בין מבוא חורון לכביש 443.
^באבני הק"מ המוצבים בשטח מוצג מספר ק"מ שונה מהמרחק האמיתי מתחילת הכביש בצומת סילבר. ההבדל נוצר, ככל הנראה, על מנת ליצור אחידות באבני הק"מ שהוצבו בין צומת מלאכי לצומת ראם, שם משותפת הדרך לכביש 3 ולכביש 40.