Šiandieninės AB Lietuvos automobilių kelių direkcijos pirmtakė – Plentų, vandens kelių ir uostų valdyba – įsteigta 1918 metų gruodžio 6 dieną. Jos pirmuoju viršininku tapo inžinierius Jonas Šimoliūnas (1878–1965). Vėliau jis ėjo Susisiekimo ministerijos valdytojo, po to – viceministro pareigas. Pagrindinis Plentų, vandens kelių ir uostų valdybos padalinys buvo Plentų skyrius. Pirmuoju skyriaus vedėju paskirtas inžinierius Kazimieras Vasiliauskas. Skyrių sudarė techninė dalis ir techninė inspekcija. Plentų, vandens kelių ir uostų valdyba tapo centrine kelių tvarkymo įstaiga. Iš pradžių jai priklausė 1196 km kelių. Naujoji valdyba kūrėsi po Pirmojo pasaulinio karo, darbo sąlygos buvo nepavydėtinos: stigo žinių, specialistų, medžiagų, transporto priemonių. Viskas buvo išgrobstyta ir sunaikinta, Plentų skyrius nepaveldėjo jokių techninių dokumentų, sąmatų ir duomenų joms sudaryti, ryšys su provincijoje įsikūrusiais padaliniais buvo blogas, daugelis darbų vyko labai lėtai. 1919 metų rugsėjo 6 dieną Prezidentas A. Smetona pasirašė pirmąjį laikinąjį įstatymą dėl svarbesnių vieškelių ir gruntinių kelių. Tuo metu manyta, kad Plentų, vandens kelių ir uostų valdyba turėtų prižiūrėti ne tik plentus, bet ir visus vieškelius. Tačiau valstybė tam darbui neturėjo pakankamai lėšų. Savivaldybių atstovų suvažiavime, kuris vyko 1920 metų kovo 17–21 dienomis, nutarta vieškelius ir smulkesnius kelius perduoti savivaldybėms. Nustatyta Lietuvos kelių priežiūros tvarka: pagrindinius plentus prižiūrėjo Plentų, vandens kelių ir uostų valdyba (Susisiekimo ministerija), o vieškelius bei smulkesnius kelius – savivaldybės (Vidaus reikalų ministerija). Lietuvos automobilių kelių direkcija prie Susisiekimo ministerijos įkurta 1991-ųjų kovo 1 dieną. Ji pradėjo organizuoti valstybinės reikšmės automobilių kelių, kuriems priklausė magistralės, krašto ir rajoniniai keliai, plėtrą, modernizavimą ir funkcionavimą. Nuo 2020 m. rugsėjo 1 d. Kelių direkcija reorganizuota į valstybės įmonę.
