天津外环线位于天津市市区的最外缘，环区内基本属于市区，环区外部就是郊区。天津的中环线在1986年7月1日通车后，疏解了穿越市中心过境车辆的流量，但过境货运卡车噪音和柴油车排放的废气，对住宅环境及居民生活造成了影响。于是，市委、市政府决定，建设外环线。

按照快速干道设计标准，外环线路基宽50米，上下行设计10条车道。外环线离市中心点的平均距离是10公里，为保障环境，在路基外挖掘了30米宽的外环河，沿着外环线外500米开辟林木地带，以减少噪音并绿化外环线，在沿线开辟果园，以原有的坑塘建设鱼塘。构成了天津市区的控制线，也构成市区与郊区的交界带及环境保护圈。

外环线跨越四条大河、六条铁路，联通十四条干线公路。设计车速是每小时80公里。全线新建7座大型立交桥、22座中小桥梁，还建设了150多项涵洞以及扬水泵站等水利配套设施。

外环线工程在1986年10月20日破土动工，至1987年10月1日工程竣工，成为当时全国最长城郊环线。通车后当年，每昼夜车流量是9700辆，一般车速在每小时55至60公里，最高车速在每小时80至100公里。外环线的建成，提高了车辆运行速度，彻底控制了穿越市区货运卡车的数量，促进了城乡经济的发展，提高了市区的环境质量。

天津外环线承担着华北、东北、华东地区的主要过境车辆的交通功能，连接市区主、次干道，形成了“三环十四射”交通主动脉的路网结构，成为上世纪80年代中国其他城市修建城市道路的典范。