วันที่ 30 กันยายน พ.ศ. 2457
พระบาทสมเด็จฯ ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้โอนแผนก ทางน้ำของกรมทางไปให้ กรมทดน้ำ คือกรมชลประทาน ขึ้นกับกระทรวงเกษตราธิการ กรมทางจึงเหลืออยู่แต่กองทางบกเพียงอย่างเดียวโดยมีเจ้ากรมเป็นหัวหน้า เมื่อวันที่ 30 กรกฏาคม พ.ศ. 2460 ภายหลังที่ประเทศไทยได้ ประกาศสงคราม กับประเทศ เยอรมัน, ออสเตรีย-ฮังการี กรมทางขึ้นอยู่กับผู้บัญชาการรถไฟหลวง กรมรถไฟหลวงสังกัด กระทรวงพาณิชย์ และคมนาคม เพื่อให้รถไฟหลวง และกรมทางใช้วิศวกรที่มีอยู่ร่วมกันเพราะมีวิศวกร เป็นชนชาติคู่สงครามได้ถูกควบคุมตัวเป็นเชลยศึก รวมทั้งการปลดออกจากประจำการหลายคนในสมัยนั้น มีนายช่างทางเอกเป็นหัวหน้ากรมทาง
 
วันที่ 29 มิถุนายน พ.ศ. 2475
พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้ทรงโปรดเกล้าฯ ให้รวมกระทรวงพาณิชย์และคมนาคม กับกระทรวงเกษตราธิการเข้าเป็นกระทรวงเดียวกันเรียกว่า "กระทรวงเกษตรและพณิชยการ" กรมรถไฟหลวง ซึ่งมีกรมทางรวมอยู่ จึงเปลี่ยนเป็นสังกัดกระทรวงเกษตรและพณิชยการ
 
วันที่ 3 พฤษภาคม พ.ศ. 2476
พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัวให้ตราพระราชบัญญัติ จัดตั้งกระทรวง ทบวงกรม พุทธศักราช 2475 ยุบเลิกกระทรวงเกษตรและพณิชยการ กรมรถไฟหลวง ซึ่งมีกรมทางหลวงรวมอยู่ด้วย ไปสังกัดกระทรวงเศรษฐการ
วันที่ 18 กันยายน พ.ศ. 2477
พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว โปรดเกล้าฯ ให้ตราพระราชบัญญัติโอนอำนาจหน้าที่เกี่ยวกับการสร้างทาง และบำรุงรักษาทางหลวงพุทธศักราช 2477 ของกรมทางให้เป็นอำนาจหน้าที่ของกรมโยธาเทศบาล สังกัดกระทรวงมหาดไทย
 
วันที่ 19 สิงหาคม พ.ศ. 2484
ในรัชสมัยของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดล กองทางก็ได้ยกฐานะขึ้นเป็นกรมทางโอนสังกัดจาก กรมโยธาเทศบาล กระทรวงมหาดไทย มาสังกัดกระทรวงคมนาคม ตามพระราชบัญญัติปรับปรุงกระทรวง ทบวง กรม พุทธศักราช 2484 แม้จะได้รับการยกฐานะขึ้นเป็นกรมสังกัดกระทรวงคมนาคมแล้วก็ตามก็ยังไม่มีที่ทำการเป็นของตนเอง ยังคงอาศัยอยู่ในกรมโยธาเทศบาลที่เชิงสะพานผ่านฟ้าลีลาศ จนถึงวันที่ 12 พฤศจิกายน 2491 จึงได้ย้ายไปอยู่ ที่ถนนพระราม 6 ซึ่งเป็นที่ตั้งของกรมทางหลวงในปัจจุบัน และได้ทำพิธีเปิดอาคารที่ทำการของกรมด้านถนนศรีอยุธยา เมื่อวันศุกร์ที่ 4 มิถุนายน พ.ศ. 2498
 
วันที่ 12 มีนาคม พ.ศ. 2495
กรมทางหลวงได้เปลี่ยนชื่อเป็นกรมทางหลวงแผ่นดิน ตามพระราชบัญญัติปรับปรุงกระทรวง ทบวง กรม พ.ศ. 2495 สังกัดกระทรวงคมนาคม
 
วันที่ 4 พฤษภาคม พ.ศ. 2506
กรมทางหลวงแผ่นดินได้เปลี่ยนชื่อเป็นกรมทางหลวง สังกัดกระทรวงพัฒนาการแห่งชาติ ตามพระราชบัญญัติ ปรับปรุงกระทรวงทบวง กรม พ.ศ. 2506
 
วันที่ 29 กันยายน พ.ศ.2515 จนถึงปัจจุบัน
กรมทางหลวงได้โอนไปสังกัดกระทรวงคมนาคม ตามกฏหมายที่เกี่ยวข้องโดยลำดับดังนี้
-- ประกาศคณะปฏิวัติ ฉบับที่ 216
-- พระราชบัญญัติปรับปรุง กระทรวง ทบวง กรม พ.ศ. 2534
-- พระราชบัญญัติปรับปรุง กระทรวง ทบวง กรม พ.ศ. 2545