בתחילה היה המיזם אמור לצאת לפועל בשיטת PFI, שבמסגרתה מקים היזם, מתכנן, מתחזק ומתפעל את הכביש במשך 25 שנה, ומקבל תשלום קבוע מהמדינה, אולם בשנת 2010 הוחלט במשרד התחבורה כי העבודות יבוצעו על ידי החברה הלאומית לדרכים וימומנו מתקציב המדינה[1].
בשל מורכבותן והיקפן הכספי הגבוה של העבודות הוחלט לפצל את הפרויקט לחמישה מכרזים שונים. בפברואר 2011 פורסם מכרז לבניית מחלף ג'לג'וליה שנבנה בהצטלבות עם כביש 444. חודש אחר כך פורסם מכרז להקמת מחלף רעננה דרום, שיורכב מגשר, מנהרה ומסילת רכבת בעלות מוערכת של כ-850 מיליון שקל. מכרז זה מכין את הקרקע לסלילת מסילת השרון.
המכרז להקמת הקטע המרכזי של הפרויקט, בין ג'לג'וליה לרעננה דרום פורסם חודש אחר כך והוא משלב בתוכו תחנת רכבת נוספת (רעננה מערב) וקטע ממערכת הסעת ההמונים של השרון, ה-BRT. בחודש יולי 2012 נבחרה קבוצה בראשות חברת אשטרום להקמת קטע הדרך הגדול ביותר בפרויקט. העבודות כללו את הארכת כביש 20 (נתיבי איילון) לכיוון צפון, ממחלף שבעת הכוכבים נכלל חיבור כביש 20 לכביש 531. במסגרת העבודות, הוקמו שלושה מחלפים חדשים ומסילות חדשות ומחברים את מסילות הרכבת הפרבריות החדשות של ערי השרון למערכת המסילתית הארצית.
התנגדות לסלילת הכביש
לסלילת הכביש קמו מתנגדים רבים. הארגונים הירוקים המליצו על ביטול סלילת הכביש ועל הקמת מסילת הרכבת בלבד. עוד הוקם ועד פעולה שביקש לסלול את קטע הכביש במנהרה כדי להפחית מפגעי זיהום ורעש. עיריית הרצליה ועיריית רעננה ותושבים באזור הסמוך לתוואי הכביש המתוכנן הגישו ערעור לבג"ץ ודרשו שהמדינה תסלול את מרבית הקטע העובר ביניהן בתוך מנהרה, על מנת לצמצם את זיהום האוויר ואת השטחים שיידרשו לצורכי הכביש. בג"ץ החליט לדחות את הערעור ולאפשר את סלילת הכביש במתכונתו המאושרת[2]. בחודש יוני 2009, דחה בג"ץ את כל ארבע העתירות למען מנהורו של הכביש[3].
פתיחת הכביש בהדרגה
הכביש נפתח לציבור בהדרגה במשך שנים אחדות, בהתאם להתקדמות סלילתו. בשנת 2015, אורכו של החלק הפתוח לשימוש הציבור של כביש 531 היה כ-7.2 קילומטר והוא קישר בין כביש 402 (דרך השרון) בסמוך לצומת כפר סבא למחלף חורשים במזרח. בסיומו המערבי של הכביש בדרך השרון נוצר צוואר בקבוק, שגרם לעומסי תנועה כבדים בכביש. הקטע המרכזי של הכביש, המחבר את כביש 402 לגבול רעננה והרצליה, אך ללא השלמת מחלף רעננה דרום, נפתח בינואר 2016[4]. הקטע המערבי, מנתיבי איילון לרעננה, נפתח (בכיוון זה בלבד) בדצמבר 2016[5]. באפריל 2017 נפתחו לתנועה חלק הכביש במחלף רעננה דרום שמעל כביש 4, והקטע המוביל מרעננה לכביש 2 ולנתיבי איילון[6].
ב-7 באוגוסט2018 נחנך חיבור כביש 531 עם נתיבי איילון מכיוון דרום[7]. ב-13 בדצמבר 2018 נחנך הקטע האחרון, המאפשר גישה מכביש 2 לכביש 531 ולנתיבי איילון[8].
עם פתיחת הכביש לכל אורכו, נחסמה הגישה ממנו לכיוון צומת רעננה וכביש 4 צפון, גישה שהתאפשרה באופן זמני במשך שנים רבות במהלך בניית הכביש דרך מחלף מל"ל. שינוי זה יוצר מצב תחבורתי בעייתי במיוחד כי הוא למעשה מהווה הסטה של כל התנועה המגיעה ממזרח על 531 - מכביש 6, ראש העין, שוהם וכו', והמעוניינת להמשיך צפונה לאזור רעננה צפון או כפר סבא צפון, ולאזור יישובי השרון שלאורך כביש 4, אל תוך הרחובות הפנימיים של כפר סבא - רחובות המשופעים ברחובות צרים וחד סיטריים, כיכרות ורמזורים, או אל רחובות הוד השרון (המתחמים הצפוניים באזור מחלף סוקולוב) וכפר מל"ל.