Каракорумське шосе побудоване за ініціативи урядів Пакистану та Китаю. Будівництво було розпочате у 1959 році як проєкт сполучення міста Гілгіт з основною територією Пакистану в рамках дороги долини Інду (Indus Valley Road). Завершення будівництва та введення в експлуатацію шосе відбулося у 1979 році. Загальна вартість будівництва склала $3 млрд[1] Маршрут шосе проходить однією із частин стародавнього Шовкового шляху.

До часу початку будівництва Дороги долини Інду на місці майбутнього шосе існувала ґрунтова дорога, 198 кілометрів якої були модернізовані пакистанською армією у 1948 році до стану, який дозволяв пересуватись на позашляховиках. Таким чином були з'єднані місто Абботтабад та селище Чилас. Після цього модернізація шляху продовжилась на північ до міста Гілгіт. До 1966 року було прокладено 400 кілометрів всепогодної дороги, що і отримала назву Дорога долини Інду.

У 1966 році почалось будівництво 800-кілометрової частини дороги, що сполучила Пакистан із Китаєм та отримала назву Каракорумське шосе. Фінансування будівництва зі сторони Пакистану здійснювалось Міністерством зв'язку, яке виконувало також контроль над проєктом за сприянням уряду Пакистану.

З пакистанського боку дорога побудована силами Організації фортифікаціоного будівництва[en] інженерних військ пакистанської армії. Управління інженерних військ пакистанської армії завершило також документальний опис проекту по історії шосе. Книга «Історія Каракорумського шосе» в двох томах була написана бригадним генералом (у відставці) Мухаммад Мумтаз Халідом. У першому томі автор обговорює землю і народ, систему доісторичної комунікації в північних районах, необхідність у всепогодній дорозі до Гілгіта і будівництво Дороги долини Інду. Другий том описує події, що призвели до перетворення Дороги долини Інду в Каракорумське шосе, труднощі в його будівництві, а також про роль інженерних військ пакистанської армії та їх китайських колег[2].

Всього на будівництві було задіяно було понад 25 000 інженерів та робітників. За час будівництва загинуло 810 пакистанських і близько 200 китайських робітників,[3] в основному під час зсувів, внаслідок падінь із висоти, від обмороження та хвороб. Китайські робітники, які загинули під час будівництва, поховані на китайському кладовищі в Гілгіті.