Se inicia en Burgos en la Autovía A-62 y en un cruce con NI . Pasa por la ciudad sobre el río Arlanzón. Luego se dirige hacia el norte teniendo un cruce con la N-627 .
Luego la carretera asciende para cruzar el Puerto del Páramo de Masa y luego Portillo del Fresno (1.050 m). A continuación, la carretera desciende hasta el valle del Alto Ebro . Hay un cruce con la N-232 en el límite oriental del Embalse del Ebro . La carretera vuelve a subir a la Cordillera de Cantabria cruzando el Puerto del Escudo (1.100 m). Continuando por un estrecho valle la carretera llega a la N-634 . A partir de entonces, la carretera gira al noreste hacia Santander y un cruce con la Autovía A-67 .