Vejen blev anlagt i 1930’erne udenfor den oprindelige kystlinje som en aflastning af Strandvejen. Den nye vej blev kaldt vandstrandvejen.
Anlægget gav konflikter med de husejere, der fik afskåret deres grund ned til stranden.
Men vejen blev trukket så langt ud fra kysten, at grundejerne fik et bælte på ca. 80 meter foran deres huse.
Samtidig med åbningen af Kystvejen i 1938, blev der opført en benzinstation ved Skovshoved Havn (herover).
Stationen blev tegnet af arkitekten Arne Jacobsen (1902-1971) og består af en servicebygning og en vaskehal. Det karateristiske, runde tag er udført i jernbeton. Benzinstationen blev fredet i 1986, som et fint eksempel på den funktionalistiske arkitektur.
Som anerkendelse af arbejdet med at restaurere tankstationen, fik den i 2006 en pris af organisationen Europa Nostra, der arbejder med bygningsbevaring.
Kystvejen begynder hvor Strandvejen gennem Hellerup slutter ud for Jægersborg Allé.
Her ligger den tidligere ventesalsbygning for sporvognene, der havde endestation ved Charlottenlund Skov. Bygningen (herover) er tegnet af arkitekten Helge Bojsen-Møller (1874-1946) og opført i 1939. I 1991 blev den ombygget og indrettet til Café Jorden Rundt.
På Kystvejen ud for Emiliekildevej, blev der i 1963 opstillet en statue af polarforskeren Knud Rasmussen (herunder).
Statuen er udført i granit af billedhuggeren Povl Søndergaard (1905-1986). På soklen er nævnt alle Knud Rasmussens ekspeditioner samt et citat fra ham: “Ene luftens aander kender, hvad jeg møder bag ved fjældet. Men alligevel jeg kører mine hunde videre frem, videre frem, videre frem.”