Reeds voordat er in de Verenigde Staten genummerde wegen bestonden waren er voorlopers genaamd auto trails. Deze werden vaak uitgezet door particulieren. Een bekend voorbeeld was de National Old Trails Road van New York via St. Louis naar San Francisco. Slechts enkele delen van deze route zouden onderdeel gaan vormen van Route 66.

Andere trails die gezamenlijk min of meer de toekomstige US66 volgen waren:

Van het oosten van New Mexico liep de rest van de route via de National Old Trails Road naar Los Angeles.

Over het nummer van de weg is veel gesteggeld. Zo zou hij eerst Route 60 gaan heten en later Route 62. Hiervoor zijn twee redenen aan te geven, namelijk dat de routes die van oost naar west liepen chronologisch[bron?] genummerd werden in even getallen van noord naar zuid. Aangezien deze route meer diagonaal gaat kon over het nummer gediscussieerd worden. Een tweede reden was dat nummer 60 een gewild nummer was. Uiteindelijk werd in Springfield (Missouri) op 30 april 1926 besloten dat de route het nummer 66 zou krijgen. Een jaar later werd de U.S. Highway 66 Association opgericht om te lobbyen voor complete asfaltering van de route. In 1938 werd het de eerste U.S. Route die volledig geasfalteerd was.

Veel Amerikanen zouden de route gebruiken om naar het westen te migreren voor werk. Bijvoorbeeld door de crisis van de jaren 1930 en de Dust Bowl, grote zandstormen op de Great Plains in het midden van de Verenigde Staten. Doordat het autobezit toenam werd de route steeds meer door toeristen gebruikt om het land te doorkruisen. Dit toenemende verkeer zorgde voor steeds meer bedrijvigheid langs de route, met tankstations, motels, restaurants en zelfs nieuwe dorpen.

Door de komst van de snelwegen raakte de route in verval en sloten veel van deze bedrijven weer. Enkele dorpen werden zelfs volledig verlaten. Route 66 blijft echter tot de verbeelding spreken en is deels een toeristische attractie geworden.