Aufgrund der hohen Verkehrsbelastung soll die A 4 auf einer Länge von 86 Kilometern um je einen Fahrstreifen pro Fahrtrichtung erweitert werden. Zwischen den Autobahndreiecken Nossen und Dresden-Nord erfolgt ein Ausbau auf insgesamt acht Fahrstreifen, zwischen dem Dreieck Dresden-Nord und der Anschlussstelle Bautzen-Ost ist ein sechsstreifiger Ausbau vorgesehen.

Neben der Überprüfung von insgesamt 233 Bauwerken (Brücken, Stützwände, Lärmschutzwände) entlang der Projektstrecke müssen im Zuge des Ausbauprojekts auch die Autobahndreiecke Nossen und Dresden-West umgebaut werden. Zu berücksichtigen sind bei der Planung außerdem die teils dicht angrenzende Wohnbebauung und die deshalb erforderlichen Lärmschutzmaßnahmen sowie die Querung mehrerer geschützter Naturräume.

Die Zustimmung des Bundes zum Ausbau der A 4 zwischen dem Autobahndreieck Nossen und der Anschlussstelle Bautzen-Ost liegt seit dem 19. August 2019 vor. Der Freistaat Sachsen hat die DEGES mit der Umsetzung beauftragt. Derzeit prüft und bewertet die DEGES die vorliegenden Unterlagen und Erkenntnisse, um anschließend weiteren Planungsbedarf abzuleiten.