Quốc lộ 15D có chiều dài 92 km kết nối cảng biển Mỹ Thủy, xã Mỹ Thủy với Cửa khẩu quốc tế La Lay, xã La Lay có các đoạn gồm: cảng biển Mỹ Thủy đến Quốc lộ 1A dài 13,8 km, Quốc lộ 1A đến cao tốc đoạn Cam Lộ - La Sơn dài 8 km, Cao tốc Cam Lộ - La Sơn đến đường Hồ Chí Minh nhánh Tây dài 34 km, đoạn đi trùng với đường Hồ Chí Minh nhánh Tây dài 24 km và đoạn đường Hồ Chí Minh nhánh Tây đến Cửa khẩu quốc tế La Lay 12,2 km.
Đến đầu tháng 11/2026, hai đoạn tuyến của Quốc lộ 15D đang được đầu tư xây dựng và nâng cấp, mở rộng gồm từ cảng biển Mỹ Thủy đến Quốc lộ 1A và Quốc lộ 1A đến cao tốc đoạn Cam Lộ - La Sơn, với tổng vốn đầu tư 1.940 tỷ đồng, dự kiến hoàn thành năm 2027.
Quốc lộ 15D đoạn đi trùng với đường Hồ Chí Minh nhánh Tây, đã được Bộ Xây dựng phê duyệt chủ trương đầu tư với sơ bộ tổng mức đầu tư 1.053 tỷ đồng, dự kiến thực hiện giai đoạn 2027 - 2030. Đây là dự án nhóm B, được đầu tư theo tiêu chuẩn đường cấp III miền núi, vận tốc thiết kế 60 km/h, riêng các đoạn địa hình khó khăn vận tốc thiết kế 40 km/h.
Quốc lộ 15D đoạn từ đường Hồ Chí Minh nhánh Tây đến Cửa khẩu quốc tế La Lay 12,2 km đã được đầu tư xây dựng nhưng cần sửa chữa, nâng cấp. Cục Đường bộ Việt Nam đã đề xuất đầu tư Dự án cải tạo, nâng cấp Quốc lộ 15D đoạn từ đường Hồ Chí Minh nhánh Tây đến Cửa khẩu quốc tế La Lay, với tổng mức đầu tư là 1.458 tỷ đồng; trong đó, chi phí xây dựng là 1.088 tỷ đồng, chi phí giải phóng mặt bằng và tái định cư là 42 tỷ đồng. Dự kiến nguồn vốn dự án này nằm trong kế hoạch đầu tư công trung hạn giai đoạn 2026 - 2030.
Quốc lộ 15D đoạn Cao tốc Cam Lộ - La Sơn đến đường Hồ Chí Minh nhánh Tây dài 34 km chưa được đầu tư, nên tuyến đường này chưa thể thông toàn tuyến. Đoạn tuyến này của Quốc lộ 15D, được đầu tư theo phương thức đối tác công tư (PPP). Ngoài là đoạn tuyến dài nhất, cần vốn đầu tư lớn nhất, đoạn Cao tốc Cam Lộ - La Sơn đến đường Hồ Chí Minh nhánh Tây của Quốc lộ 15D còn đi qua địa hình đồi núi và nhiều diện tích rừng. Tỉnh Quảng Trị đang làm việc với các nhà đầu tư, để thống nhất phương án đầu tư hiệu quả nhất.
Theo quy hoạch mạng lưới đường bộ thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt năm 2021, Quốc lộ 15D có quy mô cấp III, IV, 2 làn xe. Thông qua tuyến Quốc lộ 15D tạo điều kiện giao lưu cũng như hợp tác thương mại, xuất nhập khẩu, phát triển kinh tế, xã hội của tỉnh Quảng Trị nói riêng và các nước trong khu vực nói chung.
Quốc lộ 15D là tuyến đường bộ nối từ cảng biển Mỹ Thủy đến Cửa khẩu quốc tế La Lay, kết nối các tuyến trục dọc của quốc gia như: Quốc lộ 1A, đường Hồ Chí Minh, cao tốc Bắc - Nam phía Đông; kết nối với Quốc lộ 15B của nước bạn Lào và hệ thống đường bộ của Thái Lan, Myanmar tạo thành tuyến trục trên Hành lang kinh tế Đông - Tây.
