在1990年北京举行第十一届亚运会之前，四环路的部分路段，主要是北四环学院路到四元桥路段，就已经建成并通车。但整个四环路的建设持续了十余年。1999年中华人民共和国成立五十周年之际，东四环路建成并通车。一年以后，北四环的其余路段，西四环，建成通车。到2001年6月，整个四环路全部连成一体。

全线贯通后的四环路贯穿海淀、朝阳、丰台三区，途经亚运村、中关村、丰台高科技园区、北京经济技术开发区、东郊电子城等，与北京首都国际机场、京通、京沈、京津塘、京开、京石、八达岭等高速公路和数十条城市干道相连，庞大的城市系统交通网络把周边的黄金区域串连起来，提升了各地的优势，从而极大地提高了整个城市的品质。

四环路是按照高速公路的标准设计的，这一点在车道宽度、道路标志、紧急停车带、中途加油站和出入口的设计上均得到体现。建成之初的设计时速为100km/h。后来由于城市的发展与扩张，四环路承载的交通流量日益增大，北京市遂将四环路的最高行车时速限制为80km/h。这样一来，四环路从一条高速公路降级为城市快速路。但截至2005年5月，这条路仍然是国内标准最高、规模最大的城市快速环路。