広島県広島市から島根県松江市までを結ぶ国道。延長171.3km。
一部区間について、鯉城通り、相生通り、寺町通り、可部街道、出雲神話街道などとも呼ばれる。
国道2号等と接続する市役所前交差点を起点に、国道432号と接続する島根県松江市雑賀町の相生町交差点に至る。なお、島根県八束郡宍道町の宍道交差点から終点までは国道9号との重複となる。
広島市中区の紙屋町交差点から広島ICそばの安佐南区の緑井1交差点までは二本の国道54号が併走するが、うち東側が祇園新道と呼ばれるバイパスである。バイパス区間の大半をアストラムラインが併走する。また他にも幾つかのバイパスが存在する。
通過する主要な都市は広島県安芸高田市、三次市、島根県飯石郡赤来町、頓原町、掛合町、三刀屋町、大原郡木次町、八束郡宍道町。
広島市内では、沿線に広島市民球場や原爆ドームがある。
広島ICで山陽自動車道、松江玉造IC(国道9号重複区間)で山陰自動車道に接続する。
松江自動車道、山陰自動車道、広電宇品線、広電江波線、アストラムライン(広島高速交通)、JR木次線、JR山陰線(国道9号重複区間)が併走する。