Tỉnh Thanh Hóa tổ chức quản lý đường bộ theo Nghị định số 167/1999/NĐ-CP ngày 26 tháng 11 năm 1999 của Chính phủ về tổ chức quản lý đường bộ, Nghị định 186/2004/NĐ-CP ngày 05 tháng 11 năm 2004 của Chính phủ về quản lý và bảo vệ kết cấu hạ tầng GTĐB. Sở Giao thông Vận tải Thanh Hóa trực tiếp quản lý 554 km quốc lộ, còn lại do Công ty quản lý đường bộ 472 (Thuộc Khu quản lý đường bộ IV- Cục Đường bộ Việt Nam) trực tiếp quản lý. Với 41 tuyến tỉnh lộ, tổng chiều dài là 1.021,3 km, trong đó Sở Giao thông Vận tải Thanh Hóa trực tiếp quản lý 308 km còn lại do các huyện trực tiếp quản lý.
Đối với các tuyến đường do Sở Giao thông Vận tải trực tiếp quản lý, Sở đã giao cho các Công ty quản lý đường bộ thuộc UBND tỉnh duy tu, bảo dưỡng. Đối với các tuyến đường do các huyện quản lý, huyện sử dụng các đội giao thông (hoặc đã chuyển đổi thành các xí nghiệp) của huyện để trực tiếp quản lý. Sở Giao thông Vận tải Thanh Hóa thực hiện chức năng QLNN và hỗ trợ chuyên môn kỹ thuật và hỗ trợ một phần kinh phí cho các huyện khi có sửa chữa định kỳ hay đột xuất. Các đơn vị được Sở Giao thông Vận tải giao quản lý đường bộ và cơ cấu của các đơn vị như sau:
- Công ty quản lý đường bộ I Thanh Hóa có văn phòng Công ty và 07 hạt, 01 đội công trình.
- Công ty quản lý đường bộ II Thanh Hóa có văn phòng Công ty và 07 hạt, 01 đội công trình và 01 đội cơ giới.
- Cấp huyện có 04 xí nghiệp giao thông và 11 đội giao thông.
Trong những năm vừa qua, công tác quản lý, bảo vệ hành lang an toàn đường bộ của Thanh Hóa đã được Tỉnh ủy, UBND tỉnh Thanh Hóa, các cấp, các ngành ở địa phương và trực tiếp là ngành giao thông vận tải đặc biệt chú trọng, quan tâm nhằm khắc phục tình trạng lấn chiếm, sử dụng trái phép hành lang an toàn đường bộ.
Nhìn chung, công tác QLNN về bảo vệ kết cấu hạ tầng GTĐB trên địa bàn Thanh Hóa luôn đạt được những kết quả cao và chuyển biến hàng năm. Với sự phối hợp chặt chẽ giữa Sở Giao thông Vận tải và UBND các huyện, thị xã, thành phố công việc bảo vệ kết cấu hạ tầng GTĐB đã được các đơn vị đã chỉ đạo và rà soát, thống kê các mốc lộ giới trên các tuyến đường do huyện, thị xã, thành phố quản lý; Công ty Quản lý đường bộ Thanh Hóa tiến hành rà soát thống kê hệ thống mốc lộ giới trên các tuyến đường tỉnh, quốc lộ được ủy thác quản lý. Những mốc lộ giới đó được triển khai theo quyết định trước đây được giữ nguyên hiện trạng. Đối với những tuyến đường chưa cắm mốc lộ giới, thì triển khai cắm mốc theo Nghị định 186/2004/NĐ-CP ngày 15 tháng 11 năm 2004 và Nghị định 11/2010/NĐ-CP ngày 24 tháng 02 năm 2010 của Chính phủ quy định về quản lý và bảo vệ kết cấu hạ tầng GTĐB. UBND các huyện, thị xã, thành phố trong tỉnh Thanh Hóa đã hướng dẫn các xã, phường, thị trấn quản lý theo nội dung nghị định mới của Chính phủ.
Việc cắm mốc lộ giới được triển khai thực hiện phù hợp với cấp đường theo quy hoạch của UBND tỉnh về quy hoạch điều chỉnh tổng thể phát triển giao thông vận tải tỉnh Thanh Hóa đến năm 2010. Đường cao tốc theo quy hoạch của Bộ Giao thông Vận tải, quốc lộ và đường tỉnh là đường cấp III đồng bằng, đường huyện là đường cấp IV đồng bằng, đường xã là đường cấp V đồng bằng, đường thôn xóm là đường cấp A, B.