根据《湖南省省道网规划（修编）（2016 年 —2030 年）》，湖南s333省道起终点为茶陵火田-祁东蒋家桥，主要路线：火田、酒埠江、网岭、丫江桥镇、龙潭镇、朱亭镇、大桥、衡山、师古、南岳县城、岳林、东湖、马迹、界牌、石市、渣江、三湖、洪市、曲兰、花门、团山、流泽、黄陂桥、邵东县城、仙槎桥镇、双凤乡、凤歧坪乡、蒋家桥镇。与湖南S549省道（邵阳板桥-祁东蒋家桥，原湖南s231省道）部分路线重合。

各段路线

株洲市

株醴都市区南部（由株洲市区、醴陵市区、株洲县共同构建起的核心都市区）将新添一条省道——S333。作为我市重点基础设施类项目，该道路经过湘江七桥，串起醴陵、株洲县、天元区，往西还可通往湘潭市域。

省道S333醴陵段，是醴陵城区“一环三纵横”主干路网的组成部分。它将利用原S313省道的部分线路，新建路段长27.6公里，起于湘赣省界的老关，往西止于茶山镇铁河口村。全线按二级公路标准建设，设计路基宽12米。道路即将启动实质性建设，拟建设工期为2年。

省道S333株洲县段，在建路段为和谐大道（湘江七桥东端连接线），计划年底将与湘江七桥同步建成通车。和谐大道以东段，将利用原来的S313线路。

省道S333天元区段，东起湘江七桥，往西规划至湘潭县谭家山镇。作为省道S333的组成部分，湘江七桥西端连接线（即龙洲路）正在进行前期工作。在对外交通上，将充当株洲县通往京港澳高速（伞铺互通）的快速通道，相比绕道株洲航电枢纽，路程更短，耗时更少。

省道S333纵贯株醴都市区南部，串联起醴陵城区、株洲县南洲新区、天元区天易科技城，将与沪昆高速、东城大道、株莲高速等道路，构成株醴都市区的横向主干路网。

衡阳市

经过大桥镇、衡山县城、师古乡、南岳县城、岳林乡、东湖镇、马迹镇、界牌镇、石市乡、渣江镇、三湖镇、洪市镇、曲兰镇、

娄底市

经过花门镇。

邵东市

经过团山镇、流泽镇、黄陂桥乡、邵东县城、仙槎桥镇、双凤乡。

祁东县

凤歧坪乡、蒋家桥镇（原湖南s231省道）。对接湖南s240省道。