První návrhy na výstavbu dálnice napříč Československem se objevily již ve 30. letech 20. století. První projekt z roku 1935 se jmenoval Národní silnice Plzeň – Košice a příslušná trasa vedla mimo dnešní oblasti či města s vysokou hustotou zalidnění, jako je např. Praha nebo Brno. Trasa měla jít po ose Plzeň - Příbram - Humpolec - Kroměříž - Zlín - Banská Bystrica - Podbrezová - Dobšiná - Košice o celkové délce přibližně 700 km. Alternativní návrh předložil brněnský region, který navrhoval silniční magistrálu z Chebu do Chustu. Tato magistrála by z Chebu do Košic vedla ve dvou větvích (severní a jižní) a dále do Chustu již jen ve větvi jedné. Nová autostráda byla navržena jako směrově rozdělená komunikace s jízdními směry širokými šest metrů. Ty měl rozdělovat dvoumetrový travnatý pás a po obou stranách vozovky měly být metrové krajnice. Nejmenší poloměr zatáček byl 300 metrů a nejvyšší dovolené stoupání 7 procent. Všechny křižovatky byly naplánovány jako mimoúrovňové, ale technicky se neshodovaly s dnešními. Ani jeden z těchto dvou návrhů neměl podporu příslušných úřadů a k jejich realizaci nedošlo. Úspěšnější byl Jan Antonín Baťa, autor vizionářské knihy Budujme stát pro 40 milónů lidí, který navrhoval trasu Cheb – Velký Bočkov a na vlastní náklady nechal vypracovat příslušný projekt – navrhl, jak dlouho a z jakých zdrojů se bude dálnice stavět. Trasa se opět vyhýbala důležitým sídlům, ale přesto byla schválena úřady. Po Mnichovské dohodě a ztrátě pohraničního území bylo nutné plány přepracovat, protože změna poměrů si vynutila i rychlou relokaci všech významných center a vztahů. Nový návrh trasy Praha – Jihlava a okruhu kolem Prahy byl Zemským úřadem v Praze připraven v rekordním čase dvanácti dnů. 5. listopadu 1938 bylo rozhodnuto o vypracování detailních projektů silniční magistrály Praha – Jihlava – Brno – Zlín – slovenská hranice. 13. ledna 1939 byl projekt hotov a schválen. O týden později začala stavba (kácením lesa) na úseku Zástřizly – Lužná, v květnu pak na úseku Praha – Humpolec. S dostavbou celé třísetkilometrové dálnice se počítalo během neuvěřitelných čtyř let. Po okupaci Německem byly plány drobně pozměněny, ale výstavba pokračovala až do roku 1942, kdy byla po postupném omezování definitivně zastavena.
Celkově se od roku 1939 do roku 1950 rozestavělo asi 30 % dálnice mezi Prahou a Brnem (60 mostů, 77 km zemního tělesa). Stavební kapacity byly přemístěny na rozsáhlé stavby socialismu a dálnice jako taková ztratila význam. Výstavba byla obnovenaaž v roce 1967 a 12. července 1971 byl otevřen první dálniční úsek mezi Prahou a Mirošovicemi. Pokračovalo se rovněž i ve směru od Brna, využito bylo nemálo ze staveb, které vznikly již těsně před, nebo za války. Souvislý dálniční tah mezi Brnem a Prahou byl dokončen 7. listopadu 1980, kdy byl jako poslední dokončen úsek dálnice u Humpolce.
Poté stavební práce utichly, neboť hlavní cíl – spojit dálnicí Prahu s Bratislavou (D1 a D2) – byl již splněn a význam začaly získávat hlavně nové úseky dálnice D5. I přesto v letech 1988 a 1992 byly do provozu uvedeny dva úseky od Brna až k Vyškovu. Podle původních plánů měla dálnice D1 vést až na Slovensko a končit na hranicích s Ukrajinou. Po rozdělení Československa byla trasa D1 ukončena na hraničním přechodu se Slovenskem - Starý Hrozenkov.
