Trong báo cáo nghiên cứu khả thi xây dựng sân bay Long Thành, 2 tuyến đường kết nối bao gồm tuyến đường số 1 nối từ quốc lộ 51 vào đến Sân bay Long Thành và tuyến số 2 bắt đầu từ đường cao tốc TP.HCM - Long Thành - Dầu Giây kết nối trực tiếp vào tuyến số 1 (song song với quốc lộ 51, trùng với tuyến cao tốc Biên Hòa - Vũng Tàu).

Tuyến số 1 (dài 3,8 km), kết nối trục chính Sân bay Long Thành (đầu phía Tây) với quốc lộ 51. Giai đoạn 1 đầu tư với quy mô 6 làn xe. Việc thực hiện giải phóng mặt bằng được thực hiện theo quy mô hoàn chỉnh (10 làn xe chạy chính và 6 làn đô thị song hành), bề rộng mặt cắt ngang thay đổi từ 85-120 m.

Tuyến số 2 (dài 3,5 km), kết nối tuyến số 1 với đường cao tốc TP.Hồ Chí Minh - Long Thành - Dầu Giây. Quy mô mặt cắt ngang gồm 4 làn xe theo 2 nhánh chạy độc lập, song hành với cao tốc Biên Hòa - Vũng Tàu.

Theo UBND tỉnh Đồng Nai, để xây dựng 2 tuyến đường kết nối Sân bay Long Thành sẽ phải thực hiện thu hồi đất, đền bù, hỗ trợ, tái định cư đối với diện tích khoảng 136 ha. Hiện nay, Đồng Nai đã chủ động thực hiện việc cắm mốc ranh giới, đưa vào kế hoạch sử dụng đất đối với 2 tuyến đường này.

Tuy nhiên, hiện nay công tác thu hồi đất của hai tuyến đường này chưa thực hiện được do Dự án đầu tư xây dựng Sân bay Long Thành chưa được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt.