Transfăgărășanul a fost construit între anii 1970 – 1974, la inițiativa lui Nicolae Ceaușescu. Deși la momentul respectiv România avea deja mai multe treceri ale Carpaților Meridionali moștenite dinainte de perioada comunistă (Șoseaua Alpină Novaci-Săliște ori vechea Șosea Câmpina-Predeal) sau făcute în primii ani ai regimului (drumul Bumbești Jiu-Petroșani), invazia Cehoslovaciei din 1968 de către trupele sovietice și ușurința cu care puteau fi blocate sau atacate trecerile existente între Transilvania și Muntenia (care, cu o singură excepție, urmau cursul unor râuri) determină inițierea de urgență a proiectului „Transfăgărășanului” – un drum strategic care să lege garnizoanele Piteștiului și Sibiului. În notele de fundamentare a proiectului se menționează, totodată, ca motive „deschiderea bazinelor forestiere din masivul Făgăraș, folosirea mai rațională a pășunilor alpine și realizarea unui centru turistic montan în zona Lacului Bâlea”.
Printre propunerile inițiale s-a numărat și cea a unui tunel de cca. 7 km, care ar fi evitat zona de gol alpin, pornind din zona cabanei Bâlea-Cascadă, trecând pe sub Căldarea Glaciară Bâlea și creasta Făgărașului, și ieșind în zona Piscul Negru; acest lucru ar fi permis menținerea deschisă a drumului pe tot parcursul anului. Datorită costurilor mari, cât și a dificultăților de realizare, această propunere a fost abandonată din fașă. Printr-o hotărâre a Consiliului de Miniștri din 10 decembrie 1969 se aprobă indicatorii tehnico-economici pentru „obiectivul strategic Transfăgărășan”, căruia i se alocă resursele trupelor de geniu ale Armatei Române (pe 10 martie 1970 Regimentul 52 Alba-Iulia începe să lucreze dinspre nord, iar Regimentul 1 Râmnicu-Vâlcea dinspre sud, în zonele montane înalte), părțile de tunel urmând să fie realizate de specialiștii Trustului de Construcții Hidroenergetice (TCH). Sectorul Contur Lac Vidraru a fost atribuit Ministerului Transporturilor, proiectul fiind executat de Institutul de Proiectări pentru Transporturi Auto, Navale și Aeriene (IPTANA) și construit de Întreprinderea Construcții Drumuri Poduri și Lucrări Speciale Transporturi București, iar sectorul Contur Lac – Tunelul Bâlea a fost atribuit Ministerului Economiei Forestiere, proiectul fiind executat de Institutul de Cercetare și Proiectare în Industria Lemnului (ICPIL) și construirea delegată Întreprinderii de Construcții Forestiere (ICF) Râmnicu Vâlcea.
Proiectul aprobat atunci prevedea ca drumul să aibă o singură bandă de circulație plus acostament și, totodată, continuarea drumului în sud, spre Curtea de Argeș, pe conturul malului vestic al lacului Vidraru (care ar fi urmat să lege și noua Cabană Cumpăna, relocată în urma creării lacului de acumulare). În 1971 se hotărăște însă realizarea drumului conform normativelor de drum național în zonă montană (două benzi de circulație cumulând 6m și acostament de 1m, de pământ, cu supralărgiri și supraînălțări în curbe). După ce s-a constatat impracticabilitatea folosirii traseului de pe malul vestic (care, deși era mai scurt cu 10 km decât conturul estic, punea mari probleme din cauza zăpezilor ce se acumulau mult mai abundent decât pe celălalt mal, fiind expus mult mai puțin soarelui), se hotărește schimbarea „din mers” a proiectului și mutarea drumului pe traseul actual, prin lărgirea și consolidarea vechiului drum forestier de contur (astfel se explică și lipsa unui viaduct care ar fi scurtat simțitor traseul, deoarece o dată cu modificarea nu se aprobase suplimentarea bugetului alocat; astfel, până în 2000, drumul de contur al țărmului vestic al Lacului Vidraru a fost trecut în nomenclatorul rutier ca DN7D, când clasificarea a fost reatribuită drumului Câineni-Perișani-Curtea de Argeș).
S-a lucrat pe toată perioada anului, condițiile fiind îngreunate de faptul că climatul alpin la peste 1.600 de metri altitudine – cu vânturi puternice și viscole abundente, la care s-a adaugat specificul Munților Făgăraș – nu permitea în mod normal decât 4-5 luni de muncă pe an. Drumul s-a realizat cu eforturi materiale considerabile și cu prețul unor vieți de soldați și muncitori care au contribuit la construcția lui, bilanțul oficial fiind de 40 de morți. Lucrători de atunci care mai sunt acum în viață avansează astăzi cifre mai mari, care ajung până la câteva sute de vieți omenești pierdute (răspunzând unui interviu, un martor al timpului spunea: „Numai la baraj au murit vreo 400 de băieți”).
Inaugurarea oficială, în prezența lui Nicolae Ceaușescu, a avut loc în data de 20 septembrie 1974, dar lucrările au mai continuat încă câțiva ani, pentru asfaltarea sa și alte activități conexe, fiind finalizate în forma actuală în 1980.