武汉市绕城高速公路是
湖北省六纵、五横、一环规划的关键一环。它的建成使武汉市与
京珠高速、
沪蓉高速连通，又和107、106、316、318等四条
国道、16条
省道连接。
2005年1月13日，中华人民共和国原交通部（今交通运输部）颁布《中国高速公路网规划》（“
7918工程”），并规定了国家高速公路的主干线、地区环线和支线的编号规则，并对国内若干重要城市进行了编号的指导，武汉市绕城高速公路编号为[湖北]G4201（“7918工程”时期，各省绕城高速公路国家高速网编号允许重复）。
2013年6月20日，
中华人民共和国交通运输部颁布《国家公路网规划（2013—2030年）》，武汉市绕城高速公路规划不变。
2017年9月7日，中华人民共和国原国家质量监督检验检疫总局（已并入市场监督管理部）颁布《公路路线标识规则和国道编号》（GB/T 917-2017，取代GB/T 917-2009），由于对城市环线的编号原规则存在编号跨省可重复利用所产生的管理和发布信息混乱的问题，本次修订采用与联络线相一致的编号方式，对管理部门认定的绕城环线（含直辖市、省会城市、计划单列市以及管理部门认定可设置国家高速城市绕城环线的城市）进行梳理，按主线前进方向顺序统一编号，其余地级城市绕城环线为省级高速公路，武汉市绕城高速公路编号为（全国统一编号的）“国家高速G4201”。
2023年5月9日，武汉绕城高速改扩建跨武九铁路桥成功转体；6月15日，东南段改扩建工程高新大道以南段通车。6月28日，600名建设者、200台套大型机械设备同时出征，武汉绕城高速上跨桥梁拆除工程在12小时内高效实现“清零”，并全面恢复通车。
武汉市绕城高速公路于2019年12月27日正式启动高速中洲至北湖段改扩建项目，这一段为绕城高速公路与四环线共线段，原有的双向四车道将改扩建成双向八车道。武汉绕城高速公路中洲至北湖段起点位于江夏区藏龙岛附近，止于福银高速与在建的武汉东四环高速相交的北湖枢纽互通式立交。该项目途经江夏区、东湖新技术开发区、青山区（化工区），路线全长30.3km。项目总投资42.7亿元，建设工期3年，设互通式立交6处，新建服务区1处。
该扩建项目起点与沪渝高速公路藏龙岛以西段顺接，向东下穿武广高铁，设凤凰山互通与武阳高速（在建）和光谷大道相接，之后下穿光谷三路，新建杨店服务区，通过新力互通与光谷六路相接，至豹澥与武黄高速交叉处改造既有互通后，下穿高新二路、科技三路，至高新大道改建九龙互通。向北下穿科技二路、科技一路后，至苏家墩，上跨国道G316、武九铁路后，下穿武石城际铁路，至花山大道改建花山互通后，至武鄂高速改建邹黄枢纽互通。