京港澳高速公路始建于 1986 年 4 月。以下是其各段的修建历程：
- 北京段：动工于 1986 年 4 月，全线完工于 1993 年 11 月。1987 年 11 月 11 日，京石公路北京段一、二期工程正式通车投入运营。
- 河北段：1986 年启动建设，1991 年 3 月 22 日，定州通往新乐路段实现半幅通车；1994 年 12 月 19 日，北京与河北边界直至新乐路段双幅车道全面开通运营；1997 年 12 月 30 日，高邑至河南与河北交界的路段完工并投入使用。2013 年 10 月 8 日起，京港澳高速京石段开始改扩建工程，2014 年 12 月 25 日，京港澳高速河北段改扩建工程正式通车。
- 河南段：安阳（豫冀交界处）至新乡路段以及郑州至漯河路段的改扩建工程于 2010 年完成；漯河至驻马店至信阳（豫鄂边界）路段的改扩建项目在 2015 年完工，至此河南全段升级为双向八车道通行。2021 年 7 月 8 日，京港澳高速公路郑州段内的航空港区收费站正式开通运营。
- 湖北段：1998 年开工建设，是湖北省第一条设计时速在 120 公里的高速公路。2022 年 3 月 9 日，京港澳高速公路改扩建工程（蔡甸段）挖沟放线工作正式启动；10 月 1 日，项目进入主体工程施工阶段。2023 年 1 月 11 日，京港澳高速公路改扩建工程孝感段开工。
- 湖南段：2002 年 11 月 30 日，京港澳高速公路临长段（临湘至长沙）建成通车，全长 532 公里的京港澳高速公路湖南段全线贯通。2012 年 10 月 17 日，京港澳国家高速公路湖南湘潭至耒阳段提质改造工程一期工程完工并恢复双向通车。2013 年 11 月 8 日，耒宜（耒阳至宜章）高速提质改造竣工，标志着京港澳潭耒高速（湘潭至耒阳）二期提质改造工程全线通车。2022 年 7 月 27 日，G4 京港澳高速耒宜段车道 “4 改 8” 工程正式启动，预计 2025 年建成通车。
- 广珠段：于 1995 年 10 月动工建设，1999 年 12 月 6 日建成通车。
