À partir de Vierzon la route se confond avec l'autoroute A20 jusqu'à la limite Corrèze/Lot.
Les communes traversées sont :
Massay (km 211)
Vatan (km 228)
Brion (km 242)
Châteauroux (km 263)
Argenton-sur-Creuse (km 294)
L'ancienne route est encore visible par endroits tout le long de l'autoroute.
D'Orléans à Vierzon
La route traverse la Sologne puis elle se distingue de l'autoroute A71.
Les communes traversées sont :
Olivet (km 126)
La Ferté-Saint-Aubin (km 142)
Lamotte-Beuvron (km 156)
Salbris (km 177)
Vierzon (km 200)
Cette section est aussi en cours de déclassement en route départementale (sous la dénomination D2020).
De Montauban à Pamiers (déclassé)
La route traverse la plaine de la Garonne et longe l'A62.
Au-delà de Toulouse, la route subit des modifications pour passer en 2×2 voies, jusqu'à Auterive. Après Toulouse la route longe l'Ariège et devient voie express peu avant Pamiers, après avoir « reçu » l'A66.
Les communes traversées sont :
Grisolles (km 665)
Pompignan (km 667)
Castelnau-d'Estrétefonds (km 672)
Lespinasse (km 681)
Fenouillet (km 684)
Toulouse(km 693)
Labarthe-sur-Lèze (km 715)
Vernet (km 718)
Auterive (km 729)
Cintegabelle (km 735)
Pamiers (km 761)
Cette section est en cours de transfert aux départements.
Tout près La Souterraine, carrefour avec la RN 145
Bessines-sur-Gartempe (km 354)
Tout près Ambazac
Beaune-les-Mines (km 379)
Limoges (km 390)
De Limoges à Nespouls
L'autoroute traverse le Limousin.
Les communes traversées sont :
Pierre-Buffière (km 411)
Uzerche (km 448)
Donzenac (km 473)
Brive-la-Gaillarde (km 484)
Noailles (km 494)
De Nespouls à Montauban
La route se sépare de l'A20 et traverse les Causses du Quercy. Elle est désormais reclassée en RD820.
Les communes traversées sont :
Nespouls (km 502)
Midi-Pyrénées
Souillac (km 518)
Lanzac (km 521)
Payrac (km 534)
Pont-de-Rhodes (commune de Frayssinet) (km 547)
Frayssinet (km 548)
Saint-Pierre-Lafeuille (km 577)
Cahors (km 583)
Caussade (km 620)
Réalville (km 628)
Albias (km 632)
Montauban (km 644)
Futurs aménagements
Construction : d'une portion à 2×2 voies entre Portet-sur-Garonne et Pamiers afin de décharger et de sécuriser la circulation des automobiles se rendant en Andorre et en Espagne.
Mise aux normes autoroutières : du tronçon 2×2 voies de Pamiers à Foix et Tarascon-sur-Ariège dans la continuité de l'autoroute A66.
Déviation : d'Ax-les-Thermes par l'ouest, désengorgeant cette même commune.
De Pamiers à Bourg-Madame
La route entre dans les Pyrénées et elle se divise en trois à l'Hospitalet-près-l'Andorre :
le Tunnel du Puymorens, ouvert en 1994 et géré par les Autoroutes du Sud de la France,
l'ancienne RN 20, devenue RN 320, partant à l'assaut du Col de Puymorens,
la RN 22, doublement de la N 20 dans le sens de la descente.
Quelques kilomètres plus loin, les RN 320 et RN 22 se rejoignent.
Peu avant le col de Puymorens part la route desservant l’Andorre par le Port d'Envalira et le Tunnel d'Envalira (RN 22).
La sortie du Tunnel du Puymorens se situe près de Porta et la route continue sur Bourg-Madame, laquelle achève son parcours après la traversée de cette même commune.
Raccordement au réseau routier espagnol par la N-152 à Puigcerdà, dont l'itinéraire se prolonge jusqu'à Barcelone.
Les communes traversées sont :
Foix (km 779)
Tarascon-sur-Ariège (km 795)
Ax-les-Thermes (km 820)
Languedoc-Roussillon
Bourg-Madame (km 864)
Espagne - douane / aduana / duana (N-152 à Puigcerdà)