El presente tramo comienza en la variante de San Esteban de Gormaz en el KM 70,976. El trazado se dirige en curva hacia el norte, separándose de la carretera nacional N-122 hasta llegar al enlace oeste de San Esteban de Gormaz en el KM 72,076. Este enlace permite todos los movimientos entre ambas direcciones del presente tramo de autovía y de la carretera nacional N-122 a través de cuatro ramales y dos glorietas, una al norte y otra al sur, conectadas entre sí por un paso inferior de hormigón in situ bajo el tronco.
Tras el enlace oeste de San Esteban de Gormaz, el trazado se dirige en curva hacia el sur, acercándose a la carretera nacional N-122 hasta llegar al río de Rejas en el KM 74,321. En este punto se lleva a cabo el cruce del cauce del río hacia el sur a través de un viaducto de tres vanos de 90 metros de longitud total y un tablero formado por vigas artesas prefabricadas.
Posteriormente, el trazado se sitúa entre el ferrocarril Valladolid – Ariza y las laderas presentes al norte entre los KM 75,076 y 78,076. Después de cruzar el río de Rejas se dirige en recta hacia el sur siguiendo la carretera nacional N-122 hasta la vaguada situada en el KM 76,276. Después, el trazado asciende en curva hacia el norte hasta el KM 77,276 y desciende hasta el enlace de Velilla de San Esteban en el KM 79,676.
Este enlace permite también todos los movimientos entre ambas direcciones del presente tramo de autovía y de la carretera nacional N-122 a través de cuatro ramales y una glorieta central que cruza el tronco bajo dos pasos inferiores.
El trazado continúa descendiendo en recta, en paralelo al cauce del río Duero y al ferrocarril Valladolid – Ariza, desde el enlace de Velilla de San Esteban hasta el arroyo del Rebollar en el KM 82,476. En este punto se lleva a cabo el cruce el cauce del arroyo hacia el norte a través de un viaducto de tres vanos de 60 metros de longitud total y un tablero formado por vigas artesa prefabricadas.
Finalmente, desde el cauce del arroyo del Rebollar asciende en curva y se dirige hacia el norte hasta el KM 83,476, situándose en paralelo a la carretera nacional N-122 y continuando mediante la duplicación de la calzada de dicha carretera hasta el final del presente tramo en la variante de Langa de Duero en el KM 83,796.
