1999年政府發佈「第三次整體運輸研究」報告，制定全面的運輸計劃，應對未來城市發展。研究提出了多項道路基建計劃，並且預測人口及經濟增長以低、中、高三個情境發展下，道路基建應何時推展。研究內容包括「沙田北繞道」 (Sha Tin Northern Bypass)：西起青沙公路，東接吐露港公路，來回各兩線，全長約8公里。目的是分流往返新界東西的車輛，減少途經沙田的車流。走線是由青沙公路近大圍車廠分出支路，途經與美田路平衡的天橋，於美松苑外有支路連接城隧，然後以隧道直通火炭半山，再以天橋連接至污水處理廠對出的終點。

沙田北繞道的設計圖同時加入了「東部走廊」 (Eastern Corridor)，是連接粉嶺至東九龍的新公路，其中有一條天橋橫跨城門河出海口(圖啡色線)。沙田北繞道的以北面終點與此天橋交匯，亦有支路接駁澤祥街、大老山公路及馬鞍山路。報告以2006年的「高增長預測」為基礎，在香港人口上升至1010萬的情況下，估算多項道路項目的影響。如果不興建沙田北繞道，沙田的其他平衡道路(大埔公路沙田段)將嚴重擠塞。結論指出無論在低(820萬) 、中(890萬)、高(1010萬)三個增長預測，沙田北繞道都需要在「短期」完成，即2006年左右。

然而沙田北繞道何時動工興建，仍需視乎東部走廊計畫進度。東部走廊的計畫實施時間為2011年，因此兩者並無於上述預測同時出現。如果東部走廊獲落實，亦可紓緩沙田區內其他道路，屆時興建沙田北繞道的逼切性將會降低。

香港人口增長未達預期，沙田北繞道也石沉大海。隨著政府計畫發展北部都會區，發揮類似功能的「沙田繞道」因而被納入去年公佈的「香港主要運輸基建發展藍圖」。新一代沙田繞道同樣連接九龍西/新界西至大埔/北區，不同的是新方案以隧道直接穿越草山，全長達15公里，不過至少到2039年或以後才落成。至於報告預測的大埔公路沙田段擠塞，則早已每日上演。