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首都高速道路都心环状线延伸出的放射路线之一，连结至中央自动车道。道路法上的正式路线名称是都道首都高速4号线，其定义为都心环状线（三宅坂系统交流道 - [[]竹桥系统交流道]] - 神田桥系统交流道间）与八重洲线（神田桥系统交流道 - 西银座系统交流道间），都道首都高速4号分岐线包含在都心环状线（神田桥系统交流道 - 江户桥系统交流道）。
大部分路段与甲州街道（国道20号）平行。三宅坂系统交流道与都心环状线连接，西新宿系统交流道与中央环状线连接，高井户出入口与中央自动车道连接。
2007年（平成19年），完成西新宿系统交流道与中央环状线的连结（北方向），接著2010年（平成22年）开通中央环状线南向西新宿系统交流道 - 首都高速3号涩谷线大桥系统交流道。此外，若是由都心环状线进入4号新宿线无法接入中央环状线。
新宿出入口与代代木休息区之间，有一个呈90度直角的大弯，称作“参宫桥急弯”（日语：参宮橋カーブ）[1]，由于车辆经此不易减速等原因常常发生交通事故[2][3]。事故数为首都高系统内的第1位（2003年度时共发生181次意外）。通过这里要注意充份减速。（最高速度限制50km/h。）
- 4
| 出入口编号 | 施设名 | 接续路线名 | 起点里程 (km) |
备注 | 所在地 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| - | 三宅坂系统交流道 |  环状线
|
0.0 | 千代田隧道 危险物装载车辆禁止通行 |
千代田区 | |
| 401 | 外苑出入口 | 外苑东通 | 2.5 | 银座、羽田方向出入口 | 新宿区 | |
| 402 | 外苑西通 | 3.0 | 高井户、中央道方向出入口 | |||
| 涩谷区 | ||||||
| - | 代代木停车区 | - | 银座、羽田方向 | 参宫桥急弯 | ||
| 403 | 代代木出入口 | 代代木公园方向 | 4.7 | 银座、羽田方向出入口 | ||
| 404 | 新宿出入口 | 5.3 | 银座、羽田方向出入口 入口为ETC专用 |
新宿区 | ||
| 405 | 5.5 | 自高井户、中央道方向出口 | ||||
| - | 西新宿系统交流道 |  中央环状线
|
连接中央道、高井户方向 | |||
| 406 | 初台出入口 | 国道20号甲州街道 | 6.5 | 高井户、中央道方向出入口 入口为ETC专用 |
涩谷区 | |
| 407 | 幡谷出入口 | 6.8 | 银座、羽田方向出入口 入口为ETC专用 | |||
| 408 | 永福出入口 | 9.6 | 银座、羽田方向出入口 | 杉并区 | ||
| 409 | 9.9 | 高井户、中央道方向出入口 | ||||
| - | 永福本线收费站 | - | 银座、羽田方向 | |||
| - | 永福停车区 | - | 银座、羽田方向 | |||
| 411 | 高井户出入口 | 东京都道14号新宿国立线 | 12.4 | 银座、羽田方向出入口 | ||
| E20 中央自动车道 河口湖、冈谷、小牧方向 | ||||||
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| 区间 | 车道 上下线=上行线+下行线 |
最高速度 |
|---|---|---|
| 三宅坂系统交流道 | 4=2+2 | 40km/h |
| 三宅坂系统交流道～代代木出入口 | 60km/h | |
| 代代木出入口～新宿出入口 | 50km/h | |
| 新宿出入口～高井户出入口 | 60km/h |
24小时交通量（台） 道路交通调查
| 区间 | 平成17（2005）年度 | 平成22（2010）年度 | 平成27（2015）年度 |
|---|---|---|---|
| 三宅坂系统交流道 - 外苑出入口 | 97,010 | 95,753 | 82,789 |
| 外苑出入口 - 代代木出入口 | 97,010 | 94,842 | 77,765 |
| 代代木出入口 - 新宿出入口 | 97,010 | 91,937 | 75,107 |
| 新宿出入口 - 西新宿系统交流道 | 97,010 | 80,168 | 64,295 |
| 西新宿系统交流道 - 初台出入口 | 108,906 | 105,158 | |
| 初台出入口 - 幡谷出入口 | 97,010 | 114,999 | 111,852 |
| 幡谷出入口 - 永福出入口 | 97,010 | 107,054 | 103,789 |
| 永福出入口 - 高井户出入口 | 97,010 | 105,476 | 102,633 |
（来源：“平成22年度道路交通センサス （页面存档备份，存于互联网档案馆）”・“平成27年度全国道路・街路交通情势调查 （页面存档备份，存于互联网档案馆）”（国土交通省网页））
平日平均交通量（平成25年度）
平日平均（平成25年度）（交通流量图首都高速道路株式会社WEB （页面存档备份，存于互联网档案馆））
- 区间最大：幡谷～初台105,830台/日
- 出入口及区间车辆数（台/日）
- 东行
- 中央道：35,230
- (35,230)
- 高井户入口：8,250
- (43,480)
- 永福出口：1,520
- (41,960)
- 永福入口：4,460
- (46,420)
- 幡谷入口：3,900
- (50,320)
- 初台出口：2,090
- (48,230)
- Ｃ２流出（内回）：1,770
- Ｃ２流出（外回）：11,530
- (34,930)
- 新宿出口：1,960
- (32,970)
- 新宿入口：6,640
- (39,610)
- 代代木入口：970
- (40,580)
- 外苑出口：4,210
- (36,370)
- 外苑入口：3,030
- (39,400)
- Ｃ１流出（外回）：20,640
- Ｃ１流出（内回）：18,760
- 中央道：35,230
- 东行
- 西行
- Ｃ１流入（内回）：23,920
- Ｃ１流入（外回）：21,660
- (45,580)
- 外苑出口：3,380
- (42,220)
- 外苑入口：3,050
- (45,250)
- 代代木出口：1,160
- (44,090)
- 新宿出口：7,320
- (36,770)
- Ｃ２流入（内回）：12,150
- Ｃ２流入（外回）：2,000
- (50,920)
- 初台入口：4,690
- (55,610)
- 幡谷出口：3,970
- (51,640)
- 永福出口：3,320
- (48,320)
- 永福入口：6,730
- (55,050)
- 高井户出口：11,020
- 中央道：44,030
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