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경부고속도로 건설은 처음 계획할 때 서울-부산간 고속도로건설공사사무소가 전담하기로 되어 있었다. 그러다 점차 계획이 구체화되는 과정에서 노선의 기점인 제 3한강교 남단으로부터 당시 영등포구(현 서초구) 양재동 서울톨게이트까지의 7.6㎞ 구간은 서울시가 토지구획정리사업과 병행하여 시공하기로 확정되었다. 이러한 결정은 1968년 1월 15일 있었던 국가기간고속도로 건설계획조사단 7차 회의에서 이루어 졌고, 건설부가 경부고속도로 건설비용에서 공사비 일부를 서울시에 교부하는 형식으로 충당케 하였다.

서울시는 ‘영동토지구획 정리사업 고속도로공사’라는 사업명으로 1968년 2월에 착공하여 제3한강교가 개통되는 1969년 12월 26일과 때를 맞춰 같은 해 12월 20일에 완공하였다.

이 구간에는 서초 IC와 양재동 IC가 설치되어 서울 강남지역, 경기도의 과천, 안양과 연결되었으며, 1974년 11월부터는 한국도로공사에서 관리를 하게 되었다. 이후 1992년 5월 반포-양재간(5.2㎞) 6-8차선 확장공사가 시작되어 1995년 9월 개통을 보았다. 서울톨게이트로부터 경기도 화성군 오산읍 원리(현 오산시 원동)까지의 38.6㎞에 해당하는 구간이다. 1968년 2월 1일 경부고속도로 건설의 시작을 알리는 발파음이 울렸던 곳이 바로 이곳 서울톨게이트이다. 물론 지금은 서울톨게이트가 1987년 경기도 성남시 분당구 궁내동으로 옮겨져 그 흔적을 확인할 수 없다.

본래 수원공구의 계획은 서울톨게이트에서 수원까지(1968.12.21일 완공) 하기로 되어 있었는데, 오산까지 더 연장하여 같은 해 12월 30일 준공을 보았다. 이 구간에는 현재 판교 IC, 영동고속도로(인천광역시 남동구-강원도 강릉시)와 연결되는 신갈 JC를 비롯하여 수원 IC, 기흥 IC, 오산 IC 등이 설치되어 있다. 이후 양재-수원간(18.5㎞) 8차선 확장공사가 1989년 9월 시작되어 1992년 7월 개통하였다.