这条大道始建于1936年1月，是由原国民党东北军张学良、17路军杨虎城所部修建的延安老机场跑道演变而来。1938年和1944年8月，中共中央和陕甘宁边区政府组织边区群众对机场跑道进行加宽和碾压。

1980年，延安机场搬迁至东二十里铺，老的延安机场跑道被改造成城市快速通道使用，但却同样肩负着战备跑道的作用。所以，百米大道上一直未设置交通隔离护栏。

2009年初，延安交管部门首次在百米大道装上高达1.3米的隔离护栏，很好地缓解百米大道上的交通现状；也使得百米大道从此退出飞机跑道的历史，成为一条单一的城市交通大道。