ถนนสุขุมวิท ซึ่งมีระยะทางส่วนใหญ่เป็น ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 3 สายโรงพยาบาลสัตว์เทพารักษ์–ด่านพรมแดนคลองใหญ่ เป็นหนึ่งในทางหลวงแผ่นดินสายประธานทั้งสี่ของประเทศไทย จุดเริ่มต้นที่ขอบทางรถไฟสายแม่น้ำฝั่งตะวันออกบริเวณแยกใต้ทางด่วนเพลินจิต ซึ่งเป็นทางต่อเนื่องจากถนนเพลินจิต ในกรุงเทพมหานคร เลียบตามชายฝั่งทะเลภาคตะวันออก และไปสิ้นสุดที่ด่านพรมแดนในอำเภอคลองใหญ่ จังหวัดตราด ติดต่อกับชายแดนจังหวัดเกาะกง ประเทศกัมพูชา รวมระยะทางยาวทั้งสิ้นประมาณ 488 กิโลเมตร

ถนนสุขุมวิทในกรุงเทพมหานคร มีประวัติเริ่มต้นมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2462[1] เมื่อนางสาว อี.เอส.โคล หรือ "แหม่มโคล" ครูใหญ่โรงเรียนกุลสตรีวังหลัง ได้ย้ายโรงเรียนจากข้างโรงพยาบาลศิริราชมาอยู่ริมคลองแสนแสบซึ่งตอนนั้นยังไม่มีชุมชน การคมนาคมก็มีเพียงแต่คลองแสนแสบ




จึงขอพระราชทานพระมหากรุณาธิคุณจากพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ซึ่งก็ได้ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ตัดถนนเพลินจิตต่อจากถนนปทุมวัน (ถนนพระรามที่ 1) จนถึงจุดบรรจบบนถนนวิทยุที่แยกไปสถานีวิทยุโทรเลข (แยกเพลินจิต) ซึ่งถนนดังกล่าวอยู่ในแนวถนนที่เจ้าพระยายมราช (ปั้น สุขุม) ดำริจะตัดไปสมุทรปราการอยู่แล้ว แต่กรมสุขาภิบาลยังไม่มีเงินสร้าง ในปี พ.ศ. 2466 โรงเรียนกุลสตรีวังหลังเปลี่ยนชื่อเป็นโรงเรียนวัฒนาวิทยาลัย นาย เอ.อี.นานา ได้เรี่ยไรเจ้าของที่ดินในย่าน แล้วนำเงินมาให้กรมสุขาภิบาลขุดคลองเอาดินพูนขึ้นเป็นถนน จากจุดตัดของถนนเพลินจิตกับถนนวิทยุ ไปจนถึงซอยเข้าโรงเรียนวัฒนาวิทยาลัย (ซอยสุขุมวิท 19) เป็นระยะทาง 3,072 เมตร