合宁高速公路的建设历程始于1986年10月，历经9年的艰苦施工，于1995年11月实现了全线贯通。这一重要交通项目的总投资达到了10.89亿元人民币。其中，31K-133.43K路段的建设尤为显著，路基宽度为26米，路面采用9米×2的沥青混凝土，配有2米×2的沥青混凝土路肩和1.5米的中央绿化带，于1991年10月4日顺利通车。0K-31K的大龙段，路基宽26米，路面为8.5米×2的水泥混凝土，设有2.75米×2的水泥混凝土路肩，采用新泽西护栏作为中央分隔带，于1995年9月底完工通车。

2002年，合宁高速公路开始了沥青混凝土路面的改建工程，完成了15.6千米的试验段改造，并在2003年3月进入大规模施工阶段，先后完成了62千米和41.3千米的双幅改建，以及陇西立交和合徐南花滩段4.6千米的路段。2004年11月6日，改建工程全面完工，总投资7.4亿元，将原有的水泥混凝土路面更换为沥青混凝土路面，提高了道路的使用性能和舒适度。

2006年，合宁高速公路进一步升级，从4车道扩建为8车道，这是安徽省第一条实现“四改八”的高速公路。大陇段的扩建工程于2006年9月20日启动，一期工程全长42.64千米，服务于合安、合巢芜、合徐、合淮阜等多条高速公路，总投资高达19.65亿元。扩建施工在原有道路两侧各新增8米宽的车道，并在南淝河特大桥和部分路段新建13.25米的分离式路基。整个工程采用了沥青混凝土结构，设计时速为每小时120公里，提升了交通流量和通行效率。

合宁高速公路自始至终都备受重视，1993年因其卓越成就荣获交通部“全国十大公路工程”荣誉，1996年更是被安徽省人民政府授予“安徽‘八五’十大重点工程”的称号，充分体现了其在国家公路建设史上的重要地位。