2009年11月18日，广乐高速公路开工建设，总投资333.42亿元人民币，成为当时国内线路最长、投资建设规模最大、技术难度奇高的高速公路。

广乐高速公路根据设计，其最高海拔只有398米，相对于最高海拔达806米、线路穿越高寒山区且极易结冰的京港澳高速粤北段，该路段遭遇低温冰雪天气的概率大大降低，即使路面出现结冰，过往车辆也完全可以凭自身重量把薄冰碾碎通过，确保行车安全。

广乐高速采用桥梁隧道群的设计方案，尽量使路面平坦易行，并有效保护了沿线生态和农田:在广乐高速302公里线路总长中，其中有106公里路段都是桥梁和隧道，广乐高速全程中桥隧占比高达35%，沿线共架设了226座桥梁，总长达70公里;修建了28条隧道。 其中穿越大瑶山自然保护区的大瑶山隧道群总里程长24.08公里，全部为分离式隧道，为广东省最长的隧道群。

广乐高速设计时速为120公里，其项目主线为双向八车道或双向六车道，这与双向4车道、设计时速仅有80公里的京珠高速相比，通行能力大大提高。