Tallinn-Tartu-Võru-Luhamaa maantee on üks Eesti tihedama liiklusega maanteid. See saab alguse Tallinna kesklinnast ja kuni linna piirini on tegemist põhimagistraaliga. Ülemiste liiklussõlm, arvestades olulisel määral kasvanud liikluskoormust, oli muutunud linnatranspordi peamiseks pudelikaelaks ning vajas seetõttu kapitaalset ümberehitust. Lisaks soovile piirata transiitliiklust läbi Tallinna kesklinna, sai eesmärgiks parandada ligipääsu nii kujunevale kaubanduskeskuste piirkonnale kui ka rahvusvahelisele lennujaamale. Samuti tuli välja arendada seni täiesti puuduv ühistransporti teenindav ning kerg- ja jalakäijate liikluse infrastruktuur.
Ettevalmistustöödega alustati 2006. aastal, kui K-Projekt AS asus koostama eelprojekti, mille tulemusena kavandati liiklussõlm lahendada mitmetasandilise ristmikuna.
Liiklussõlme väljaehitamist alustati 2010. aasta suvel ning selle käigus ehitati kokku 12,9 km teid, rajati kaks sõiduteetunnelit, üks maanteeviadukt ja kaks raudteeviadukti, ehitati kolm kergliiklustunnelit koos 10,02 km kergliiklusteedega. Lisaks tee-ehituslikule osale projekteeriti uus tänavavalgustus, sade- ja olmevee kanalisatsioon, rekonstrueeriti raudtee elektri- ja sideliinid, projekteeriti uued fooriristmikud ning haljastati üle 14 hektari maad, istutati sadu puid ja tuhandeid põõsaid.
Rekonstrueerimistööde tulemusena valmis Eesti mastaapseim ja keerulisim ristmikulahendus, mis on kujunenud Tallinna ja kogu Eesti olulisimaks transpordisõlmeks. Ülemiste ristmiku rekonstrueerimise eest pälvis K-Projekt Eesti Betoonühingu auhinna “Aasta Betoonehitis 2013“