2004年1月，广澳高速公路珠海段翠亨至月环路段开工。12月21日，中华人民共和国国家发展和改革委员会印发《国家高速公路网规划》（发改交运〔2004〕3057号）[即“7918工程”，规划有7条首都放射、9条北南方向、18条东西方向共34条主干线，以及6条地区环线（含预留线路），2条并行线和37条联络线，次年1月13日由中华人民共和国原交通部对外发布]，原《国道主干线系统规划》被废除；原京珠线被分解，主体部分（北京—广州）归属“7射9纵18横”中的首都放射线北京—港澳线路，广州市黄埔区火村至珠海市金鼎（终点）作为北京—港澳线路的并行线，归属广州—澳门线路。

2005年4月18日，广州东二环高速公路沿线控制性工程黄埔大桥动工。6月，西部沿海高速公路珠海支线（即月环至南屏路段）开工。12月20日，原京珠线广珠北段（广州市番禺区化龙至南沙区坦尾）建成通车。

2007年7月3日，中华人民共和国原交通部发布《国家高速公路网命名和编号规则》（JTG A03—2007）行业标准，标准规定了中国国家高速公路网线路的命名规则、编号规则和全称、简称与编号。广州—澳门线路的全称为广州—澳门高速公路（简称“广澳高速”，编号：“国家高速G4W”）。

2008年4月30日，西部沿海高速公路珠海支线（即月环至南屏路段）建成通车。12月16日，黄埔大桥建成通车，广州东二环高速公路和广澳高速公路均全线通车。

2009年6月4日，中华人民共和国原国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布国家标准《公路路线标识规则和国道编号》（GB/T 917—2009，代替GB 917.1—2000、GB 917.2—2000、GB/T 919—2002，于2017年9月被GB/T917—2017取代）。该国家标准增加了国家高速公路绕城环线、地区环线、联络线及并行线的编码规则及代码。《公路路线标识规则和国道编号》编码规则及代码部分与《国家高速公路网命名和编号规则》（JTG A03—2007）一致，广州—澳门高速公路编号仍为“国家高速G4W”；原“国道主干线”的编码规则和编号废除，包含原京珠线（G030）。

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2014年，西部沿海高速公路月环至南屏支线延长线开始建设。

2016年12月，西部沿海高速公路月环至南屏支线延长线（即广澳高速公路月环段）建成通车。

2017年9月7日，中华人民共和国原国家质量监督检验检疫总局（2018年机构改革并入国家市场监督管理总局）、中国国家标准化管理委员会发布新修订的国家标准《公路路线标识规则和国道编号》（GB/T 917—2017，代替GB/T 917—2009）。由于并行线的原编号规则存在着超容和使用上的不便问题，本次修订为采用与联络线相一致的编号方式，广澳高速公路编号由“国家高速G4W”变更为“国家高速G0425”。

2019年，广澳高速公路完成编号标识路牌更换工作。8月17日，大涌高架桥启动桥面处治工程。9月9日，广澳高速公路中山城区收费站入口扩建工程完工。

2022年11月25日，广澳高速公路南沙至珠海段改扩建工程开工。

2024年3月，广澳高速南沙至珠海段改扩建项目海隆大桥主墩桩基开钻。5月14日，广珠段改扩建项目海隆大桥小榄水道桥南岸主墩桩基全部浇筑完成。

广澳高速公路全线位于广东省南部珠江三角洲地区，该线北起广州市白云区火村互通，南至珠海市香洲区横琴西互通。全线按照政区可划分为广州段、中山段和珠海段，按照建设情况可分为广珠段、广珠北段和广州东二环段、月环段。

截至2020年6月，广澳高速公路沿线互通情况如下：

截至1999年12月，广澳高速公路广珠东段配置有收费、通讯、监控、照明、供电等系统，每千米有一对紧急电话，并配备闭路电视对全路段进行监控。

2018年6月15日零时起，广澳高速公路珠海段（下栅检查站至金鼎红绿灯路段）取消收费。

2020年1月1日起，广东省所有高速公路、所有收费区间按照实际行驶里程、费率标准精确计费，收费金额统一按照四舍五入原则取整到“分”，ETC车辆分段扣费，收费金额取整到“分”；人工收费车辆分段计费，出口合并收费，收费金额取整到“元”。

1999年12月6日，广州—澳门高速公路开通，日均车流量为1万车次左右。

2018年，广州—澳门高速公路日均车流量增加到22万车次。

黄埔大桥

黄埔大桥为广州—澳门高速公路广州绕城公路东段，也是珠江三角洲经济区环形高速公路的东段和广州市高速公路网二环路的东段，是经国家批准的重大建设项目。工程位于广州东南面，起于广州市萝岗区火村，与广州北二环高速公路及广深高速公路相接，终点与广珠东线高速公路及广明高速公路相接，路线全长18.694千米。由北引线、北引桥、龙头山隧道、北汊斜拉桥、南汊悬索桥、南引线、南引桥组成。

海隆大桥

海隆大桥位于广州—澳门高速公路广珠东段，桥长4109.05米。它有两段主桥:第一段跨越鸡鸦水道，位于R=5800米的平面曲线和R=13029 米的竖曲线上，上部构造为60米+ 110米+ 60 米三跨预应力箱梁连续刚构;第二段跨越小榄水道，位于R=5 800米的平面曲线和R=14000米的竖曲线上，上部构造为（55+100+100+55）米四跨预应力箱梁连续刚构。

2021年7月20日，中山市交通运输局发布《广澳高速公路南沙至珠海段改扩建工程社会稳定风险分析公示》，广澳高速公路南沙至珠海段改扩建工程（原京珠高速公路广珠段）拟于2023年开工建设，计划建设工期四年，拟于2027年底建成通车。该改扩建规划工程起于广州市南沙区黄阁镇坦尾互通立交，与虎门大桥和广珠北段相接，经广州市南沙区黄阁镇、横沥镇，中山市三角镇、民众镇、港口镇、火炬开发区及南朗镇，止于珠海市香洲区唐家湾镇下栅收费站，拟改扩建里程约50.426k米，拟新增高平枢纽（中山东部外环）、岐江新城南互通2处立交。改扩建工程拟全线采用高速公路标准，坦尾至南朗段设计速度采用120千米/小时。南朗至下栅立交段设计速度采用100千米/小时；坦尾至中山城区立交段工程为双向十车道，路基宽度49.5米，单侧分离路基宽度为24.5米，两侧分离双车道路基宽度为13.25米（三车道为17米）。中山城区立交至下栅立交段为双向八车道，采用两侧整体拼宽方案，路基宽度为41米，两侧分别拼宽8.5米。

广州—澳门高速公路通车后，广州到澳门的车程从原来的5小时缩短至2小时，是粤港澳大湾区“大动脉”之一。广州—澳门高速公路通过虎门大桥连接广州—深圳高速公路，将广州、深圳、珠海、香港和澳门连成一体。（中国新闻网 评）