新潟県新潟市(本町交差点)〜青森県青森市(青い森公園前交差点)を結ぶ、全長474.3kmの国道。一部区間について、羽州街道、羽州浜街道、酒田街道、秋田街道などとも呼ばれる。
通過する主要な都市は新潟県豊栄市、新発田市、村上市、山形県鶴岡市、酒田市、秋田県本荘市、秋田市、能代市、大館市、青森県弘前市。
接続する主要な国道は国道8号、国道17号(新潟市、本町交差点〜柴竹山IC重複)、国道49号(新潟市、栗ノ木橋交差点〜柴竹山IC重複)、国道47号(酒田市)、国道13号(秋田市)、国道4号(青森市)。また、新潟市で北陸自動車道と、鶴岡市で山形自動車道と、秋田市で秋田自動車道と接続し、新潟市〜加冶川村で日本海東北自動車道が、青森県碇ヶ関村〜青森市では東北自動車道がそれぞれ並走する。
多数のバイパスがあり、うち秋田外環状道路が東北横断自動車道釜石秋田線に並行する一般国道として、また象潟仁賀保道路、仁賀保本荘道路、琴丘能代道路、鷹巣大館道路、大館西道路は日本海沿岸東北自動車道に並行する自動車専用の一般国道として建設されており、事実上の日本海東北自動車道や秋田自動車道である。
並走する鉄道はJR白新線、JR羽越本線、JR奥羽本線。