Việc đầu tư nâng cấp được đề nghị ưu tiên các đoạn quy mô hai làn xe (đã hoàn thành, đang đầu tư) lên quy mô bốn làn xe để đảm bảo an toàn giao thông và đồng bộ trên toàn tuyến; các đoạn đang mất an toàn giao thông nghiêm trọng thường xuyên xảy ra tai nạn, đặc biệt trên trục cao tốc Bắc - Nam phía Đông; các đoạn có lưu lượng tăng cao gây ách tắc kéo dài; các dự án PPP đã đưa vào khai thác có khả năng thu xếp được nguồn vốn, thủ tục đầu tư thuận lợi.

Tiếp theo, đề xuất ưu tiên đầu tư mở rộng toàn bộ các đoạn tuyến cao tốc có quy mô bốn làn xe hạn chế, bốn làn xe hoàn chỉnh đang khai thác lên quy mô theo quy hoạch trên trục cao tốc Bắc - Nam phía Đông và các đoạn cao tốc kết nối tại cửa ngõ trung tâm thành phố lớn.
Một số đoạn cao tốc đang được đề xuất nâng cấp gồm: Cam Lộ - La Sơn, La Sơn - Hoà Liên, Cao Bồ - Mai Sơn, Mai Sơn - QL45, QL45 - Nghi Sơn, Nghi Sơn - Diễn Châu, Diễn Châu - Bãi Vọt, Nha Trang - Cam Lâm, Cam Lâm - Vĩnh Hảo, Vĩnh Hảo - Phan Thiết, Phan Thiết - Dầu Giây.