ב-1976 יזם שר השיכון אברהם עופר, תוכנית לסלילת הכביש והקמה של שרשרת יישובים לאורכו[2]. כאשר כביש הגישה היחיד לירושלים ממערב היה כביש 1 שהיה כביש מיושן, מוזנח, בעל עיקולים חדים וללא שוליים בחלק מהתוואי. לכן עלה הצורך בכביש חדש, מהיר ואיכותי, שיהווה את הכניסה העיקרית לבירה מכיוון השפלה.
בסוף שנות השבעים התבצע תכנון המפורט של הכביש. ועדת השרים לענייני ירושלים אישרה את סלילת הכביש, כולל חיבורו לכביש בגין, בפברואר 1982[3]. חלקו של הכביש העובר בתוך תחומי הקו הירוק אושר במועצה הארצית לתכנון ולבנייה ב-1985, וחלקו העובר בתוך שטחי יהודה ושומרון אושר במועצת התכנון העליונה של המנהל האזרחי, בסוף שנות ה-80. למרות זאת סלילת הכביש לא יצא לפעול, בגלל עלותו הגבוהה, הצורך בכריתת כ-50 אלף עצים ביער בן שמן, חציבות ענק בצלע הר, הקמת מנהרות, מחסומים אקוסטיים, גשרים ומחלפים והפקעת קרקעות[4].
במרץ 1997 התקבלה החלטת ממשלה על ביצוע הכביש ומע"צ החלה בתכנון המפורט של הכביש[5]. באוקטובר 1998 הורה שר התשתיות אריאל שרון להתחיל בעבודות, ומע"צ פרצה שתי דרכי עפר מאזור מחנה עופר ועד מודיעין עילית[6].
המאבק נגד סלילת הכביש
על תכנונו וסלילתו של הכביש נמתחה ביקורת, ונטען שהכביש הוא מיותר לאור העובדה שבמקביל אליו עובר כביש 443[7] (זאת למרות שבכביש 443 יש צמתים ורמזורים, ואילו כביש 45 מתוכנן להיות ממוחלף לכל אורכו). ביקורת זאת התעצמה לאור העובדה שכביש 45 תוכנן לעבור באזור בעל רגישות נופית גבוהה. הכביש ידרוס את הפיתולים ההרריים בנחל מודיעים. עם קבלת ההחלטה על ביצוע הכביש החל מאבק של ארגוני איכות הסביבה נגד סלילתו[8]. לצורך המאבק אף הוקמו שתי עמותות, העמותה לשימור אתרים ונוף במודיעין ועמותת ש.ל.ח (שילת, לפיד, חשמונאים)[9][10]. גם השרה להגנת הסביבהדליה איציק הודיעה שתאבק נגד התוכנית[11].
סלילת הכביש בוטלה למעט קטע באורך 10 ק"מ, המחבר את כביש 443 בצומת גבעת זאב עם אזור התעשייה עטרות, שנסלל בעלות של 210 מיליון שקל ונפתח לתנועה ב-30 בדצמבר 2002[12][13].