Dự án thành phần đầu tư xây dựng đoạn Phan Thiết - Dầu Giây có điểm đầu nằm trên đoạn tuyến nối từ QL1A đi Mỹ Thạnh (cách quốc lộ 1A khoảng 2,6km) - tỉnh Bình Thuận (điểm cuối dự án thành phần đoạn Vĩnh Hảo - Phan Thiết); điểm cuối kết nối với tuyến đường cao tốc TP. Hồ Chí Minh - Long Thành - Dầu Giây tại khoảng Km43+125. Chiều dài tuyến cao tốc khoảng 99km (đoạn qua Bình Thuận dài 47,5km; đoạn qua Đồng Nai dài 51,5km) được xây dựng theo tiêu chuẩn đường cao tốc loại A, vận tốc thiết kế 120 km/h giai đoạn hoàn chỉnh quy mô 6 làn xe, bề rộng nền đường 32,25m; giai đoạn phân kỳ quy mô 4 làn xe hoàn chỉnh bề rộng 25 m.

Dự án sau khi hoàn thành sẽ rút ngắn hành trình từ thành phố Hồ Chí Minh đến các trung tâm du lịch và mở ra cơ hội đầu tư vào khu vực miền Nam Trung bộ; khắc phục tình trạng ách tắc giao thông và giảm thiểu tai nạn giao thông thường xuyên xảy ra trên QL1A. Giải quyết nhu cầu vận tải hành khách và hàng hoá giữa khu vực đầu mối trung tâm của vùng kinh tế trọng điểm phía Nam với khu vực miền Đông Nam Bộ và Nam Trung bộ; cũng như từ Bắc vào Nam. Tạo điều kiện thúc đẩy nhanh sự hình thành và phát triển các khu công nghiệp, du lịch dọc tuyến, các khu du lịch sinh thái dọc biển của Bình Thuận, Ninh Thuận, Khánh Hoà.