O trecho entre o Rio e Petrópolis da atual BR-040 foi inaugurado em 25 de agosto de 1928 pelo então presidente da República Washington Luís. Marco na história do desenvolvimento do Brasil, foi construída numa época em que a frota fluminense de automóveis e caminhões se resumia a menos de 20 mil veículos e representou um desafio para a engenharia da época, com os seus seis viadutos.
Em 1931, tornou-se a primeira estrada asfaltada do país e, na subida da Serra, foram instaladas as primeiras placas de concreto. No início da década de 1960, o governo federal construiu a Estrada do Contorno (atual pista de descida), que liga Itaipava a Xerém, em Duque de Caxias. Em 15 de junho de 1980, foi inaugurada a BR-040, substituindo a Estrada União Indústria, construída no século XIX pelo imperador Dom Pedro II.