外环高速公路是相对于上海市的内环和中环城市快速路环线而言的，原名“外环线”。

1997年7月，外环线开工建设。

1998年，外环线西南段与沪杭高速公路同期通车。

2001年，外环线西北段建成通车。

2002年，外环线浦东段一期、二期先后建成。

2003年，外环隧道通车，外环线浦东段全段通车，外环线全线通车。

2006年上海市颁布《干线公路网规划修编》，外环高速公路改为A20公路。

2009年10月11日，上海市启动8条国家高速、9条省级高速的集中更换路牌，A20公路被改为外环高速公路，编号为沪高速S20，与A30公路改为“上海绕城高速公路”不同，A20由于是省级线路，因此不冠以“上海”的修饰词。