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作为海南省环岛高速公路的最北边闭合段及沈海高速公路（沈阳至海口）的重要组成部分，海口绕城高速公路于2005年10月21日下午动工建设。海口绕城高速公路项目分为一期工程和二期工程，一期工程2008年8月6日建成通车。自此，车辆可以从西线高速公路，通过海口绕城公路直达东线高速公路及海文高速公路。
海口绕城高速公路的建设使海南省国道223线和225线与沈阳至海口国道主干线接通并网，实现了海南省环岛高速公路的完整闭合；并将作为海口交通主枢纽，实现该地区公路、铁路、港口、机场四种运输方式的有效中转，减少海口城市人流、物流的过境交通压力。海口绕城高速公路一期工程包括一期主线工程和疏港路工程。一期主线工程起点为白莲，终点为美兰机场，全长34.4公里，按六车道高速公路标准规划，近期按四车道高速公路标准建设，东西走向，设计行车速度120公里/小时；疏港路工程北起海口市南海大道与西环路交叉路口，南至海口绕城公路主线的石山互通立交，全长6.03公里，南北走向，采用二级公路技术标准，设计行车速度80公里/小时。
绕城公路第一次让海口的城市路网形成了真正意义上的闭合，海口第一次有了“环”的概念。环线的形成，宛若城市成长的分水岭和年轮，在海口南部清晰地划出了"新区"与"闹市"的分水岭。更为重要的是，在滨海、滨江组团有限的空间越发难以承受城市膨胀之重时，绕城路勾勒出的广宽南部，成了海口未来发展可以倚重的新空间。