Il traffico crebbe anche a causa delle zone attraversate. Larga parte del tracciato era pianeggiante e ciò la fece preferire dai guidatori di mezzi pesanti. Il Dust Bowl degli anni trenta vide molte famiglie rurali, principalmente dall'Oklahoma, Kansas e Texas, prendere la strada per cercare nuove opportunità ad ovest. La Route 66 divenne il percorso preferito da queste persone, spesso denigratoriamente chiamate Okies. Durante la Grande depressione, dette un minimo reddito alle popolazioni che vivevano lungo il percorso. La strada passava dentro molti piccoli paesi, ed il traffico crescente, aiutava a creare quelle piccolissime imprese familiari (mom-and-pop) fra cui stazioni di servizio, ristoranti e riparatori d'auto lungo tutto il percorso.

Come tutte le altre highways anche la 66 aveva il fondo in terra battuta. Grazie agli sforzi dell'Associazione della Route 66, divenne la prima completamente asfaltata nel 1938. Molti erano i punti pericolosi così che alcuni tratti la fecero conoscere come Bloody 66 (66 sanguinaria), ma subito vennero avviati lavori per migliorare la sicurezza e togliere le curve più pericolose. Un tratto (attraverso le Black Mountains in Arizona) era costellato di tornanti e considerato così pericoloso che i primi viaggiatori, troppo spaventati alla prospettiva di guidare da soli su di una strada così pericolosa, spesso ingaggiavano piloti locali esperti del tracciato. Questo tratto rimase così fino al 1953 e nonostante questo pericoloso tratto la Route 66 rimase molto popolare.

Il ponte Chain of Rocks fu costruito per sopportare il crescente traffico sulla Route 66 nei pressi di St. Louis

Durante la seconda guerra mondiale, la Route 66 vide il passaggio dei molti che si recavano verso le industrie di materiale bellico in California. Route 66 completamente asfaltata, già famosa divenne una delle strade più trafficate e servì anche per spostare materiale militare. Nei pressi di Fort Leonard Wood nel Missouri, posizionato vicino alla highway venne costruita una vera autostrada con corsie separate per aiutare a smaltire l'intenso traffico.

Negli anni cinquanta, la Route 66 divenne la strada preferita da chi si spostava verso Los Angeles per vacanza. La strada passa attraverso il Painted Desert (Deserto dipinto) in Arizona e nei pressi del Grand Canyon. Meteor Crater, il celebre cratere meteoritico dell'Arizona era una delle altre attrazioni che punteggiavano il viaggio. L'aumento vertiginoso del turismo dette l'impulso alla nascita di molte attrazioni commerciali lungo tutto il tracciato: si va dai motel a forma di tepee (la capanna indiana), negozi a forma di budino, negozi che vendono cianfrusaglie pellirosse e fattorie specializzate nell'allevamento di rettili. Il locale Meramec Caverns vicino a San Louis iniziò a fare pubblicità proclamandosi come il nascondiglio di Jesse James. Un ristorante The Big Texan pubblicizzava che avrebbe regalato una cena con bistecca da 2 kg (72 once) a chiunque fosse riuscito a mangiarla completamente in un'ora. È sulla 66 che è stato anche inventata l'industria del fast-food con il Red Giant Hamburgs a Springfield (Missouri) , che fu il primo drive-in, ed il primo McDonald's a San Bernardino. Cambiamenti come questi al paesaggio hanno cementato la reputazione della 66 come un esempio quasi perfetto del microcosmo culturale dell'America, adesso strettamente legato all'automobile.

Cartello stradale lungo il percorso della Route 66, in Arizona

Quattro pezzi principali della 66 ebbero dei cambiamenti di percorso già durante gli anni trenta. Nel 1930, fra Springfield e San Louis East la Route 66 fu spostata a est più o meno dove adesso è la I-55. La posizione scelta inizialmente segue l'attuale Illinois State Route 4. Dal centro di San Louis a Gray Summit (Missouri) la 66 seguiva Market Street e Manchester Road (adesso Missouri State Highway 100). Nel 1932 questo percorso venne cambiato, quello originale era stato considerato solo provvisorio. Il percorso prescelto doveva essere lungo Watson Road (adesso Missouri State Highway 366), ma Watson Road non era ancora completata. Da ovest di El Reno (Oklahoma) fino a Bridgeport (Oklahoma), la Route 66 girava a nord verso Calumet (Oklahoma) e poi a ovest verso Geary (Oklahoma). Nel 1933 venne approntata una bretella da ovest di El Reno direttamente ad un miglio a sud di Bridgeport scavalcando il fiume South Canadian con un ponte in acciaio di 38 campate e deviando da Calumet e Geary per diverse miglia. Da ovest di Santa Rosa (Nuovo Messico) fino a nord di Los Lunas (Nuovo Messico) la strada originariamente voltava a nord da quella che adesso la I-40 lungo il percorso della odierna US 84 fino vicino Las Vegas (Nuovo Messico), poi seguendo più o meno la I-25 attraverso Santa Fe e Albuquerque fino a Los Lunas e poi girava a nord-ovest lungo la moderna State Highway 6 fino ad un punto vicino Laguna. Nel 1937 fu completato un tracciato più rettilineo da ovest di Santa Rosa attraverso Moriarity e da est verso ovest attraverso Albuquerque fino ad ovest di Laguna. Questo nuovo tracciato risparmiava ai viaggiatori più di quattro ore di viaggio attraverso il Nuovo Messico. Oltre a questi, la 66 è stata deviata intorno a grandi città per permettere ai viaggiatori di evitare la congestione dei centri abitati. Alcune di queste città sono: Springfield (Illinois), San Louis (Missouri), Sprinfield (Missouri), Joplin (Missouri) e Oklahoma City (Oklahoma).

Stazione di servizio Whiting Brothers danneggiata dal fuoco ed abbandonata (Nuovo Messico). Lungo tutta la 66 sono compiuti sforzi per conservare gli edifici originali come questo.

L'inizio della fine della Route 66 fu nel 1956 quando il Presidente Dwight Eisenhower firmò il Federal-Aid Highway Act (Atto per l'aiuto federale per le autostrade). Eisenhower era stato generale durante la seconda guerra mondiale ed aveva combattuto in Germania ed era stato impressionato dalle autostrade tedesche (le autobahn). Un sistema che permetteva trasferimenti ad alta velocità. Ritenne che si potesse applicare un sistema simile anche negli Stati Uniti che permettesse di spostarsi da uno stato all'altro senza fermarsi e permettere anche di spostare rapidamente truppe in caso di emergenza nazionale. Durante i suoi quasi 60 anni di vita, la Route 66 fu in costante mutamento. Come l'ingegneria delle costruzioni civili è progredita e sono aumentate le necessità di trasporto, gli ingegneri hanno costantemente studiato soluzioni per realizzare collegamenti sempre più diretti fra città e paesi. L'aumento del traffico portò ad un costante miglioramento della 66, in particolare l'Illinois subito dopo la guerra iniziò ad allargare la strada portandola a quattro corsie praticamente su tutto il territorio dello stato da Chicago fino al fiume Mississippi appena ad est di San Louis e vennero realizzate circonvallazioni di tutte le città e paesi. Nella prima metà degli anni cinquanta anche lo stato del Missouri portò il tratto 66 che la attraversa a quattro corsie e completò tutte le circonvallazioni. Larga parte delle sezioni realizzate a quattro corsie poi vennero integrate nel sistema delle Interstate negli anni che seguirono. Nel 1953 la maggiore modifica fu la realizzazione del Turner Turnpike in Oklahoma fra Tulsa e Oklahoma City. Questo tratto a pagamento di 144 km (88 miglia) corre parallelo alla US 66 per la sua intera lunghezza ed evita tutti i centri abitati. Nel 1957 questo tratto fu collegato con il nuovo Will Rogers Turnpike. Questa sezione collega Tulsa a Oklahoma (Missouri) passa ad ovest di Joplinn (Missouri) ancora parallela alla 66 scavalcando le città del nord-est dell'Oklahoma come l'intero stato del Kansas. Entrambe le Turnpike furono presto integrate nel progetto delle Interstate con il nome I-44 assieme al tratto di 66 che circonda Tulsa. Originariamente era previsto che l'ultima parte della US 66 dovesse essere sostituita da interstate nel Texas, ma come succede molte volte ci furono ricorsi contro la costruzione di nuove autostrade. L'associazione della Route 66 si pose come portavoce di coloro che temevano di vedere una diminuzione dei propri affari con la costruzione delle nuove autostrade. Infatti dato che l'accesso alle interstate avviene con rampe ed interconnessioni, i viaggiatori non hanno la possibilità di entrare in contatto con le attività commerciali direttamente. Inizialmente era previsto di permettere, almeno alle catene commerciali più importanti, di avere spazi commerciali. Con una serie di ricorsi legali questo fu impedito a parte sulle strade a pagamento. Alcune città del Missouri minacciarono azioni legali, mai portate avanti, se l'amministrazione avesse rimosso i cartelli stradali indicanti il percorso. Alcune attività erano ben conosciute per il fatto di essere sulla 66 e venne allora avanzata la richiesta di chiamare Interstate 66 il tratto fra San Louis e Oklahoma City, ma anche questa richiesta venne respinta. Nel 1984 anche il tratto attraversante l'Arizona venne cancellato dalle mappe con il completamento della Interstate 40 attraverso Williams (Arizona). Alla fine con la decertificazione da parte della American Association of State Highway an Transport, l'anno seguente la US Highway 66 cessò ufficialmente di esistere. Con la cancellazione della US 66, non venne creata una sostituta unica. La I-55 ricalca il tratto fra Chicago e San Louis; la I-44 fino a Oklahoma City; la I-40 ne ha preso il tratto più lungo prendendo il posto della 66 fino a Barstow (California); la I-15 porta fino a San Bernardino ed infine la I-10 porta i viaggiatori attraverso l'area metropolitana di Los Angeles fino a Santa Monica.