恬列传》：“始皇欲游天下，道九原，直抵甘泉，乃使蒙恬通道。自九原抵甘泉，堑山堙谷，千八百里。”司马迁经行秦直道后，感慨万千。《史记》：“太史公曰：吾适北边，自直道归，行见蒙恬所为秦筑长城亭障，堑山堙谷，通直道，固轻百姓力矣！……”《资治通鉴?秦纪二》记：“三十五年使蒙恬除直道，道九原（郡），抵云阳（县），堑山堙谷，千八百里，数年不就。”
唐《元和郡县图志》卷三《关内道?宁州?襄乐县》记：“秦故道，在县东八十里子午山。始皇三十二年，向九原，抵云阳，即此道也。”此乃黄陵县艾蒿店至五里墩一段直道。
清康熙《郝州志》记：“圣人条：州西子午岭，详记事。又保安（今志丹县）有圣马道，在县东七里（应为七十里）。云赫连勃勃起自夏台（夏州），人长安，芟平山谷，开此道。”此指今富县西境子午岭上一段直道，遗迹保存较完整。
《鄜州志》又记：“秦始皇三十五年（前212），帝欲游天下，道九原，直抵甘泉，乃使蒙恬通道。自九原抵甘泉，堑山堙谷，千八百里。按州西百余里有圣人条，宽阔可并行车二三辆，蜿蜒转折，南通嵯峨，西达庆阳，疑即（蒙）恬所开者。”即圣人条与秦直道为一途。
《史记?匈奴列传》引《括地志》记：“胜州连谷县，本秦九原郡，汉武帝更名五原。秦之林光宫，即汉之甘泉宫在焉。”又云：“秦故道在庆州华池县西（应为东）四十五里子午山上。自九原至云阳，千八百里。”
唐之庆州华池县在今甘肃省华池县东南30余公里处的葫芦河西岸，位于子午岭西侧。所记“秦故道”，即位于子午岭上的直道。
后世认为秦直道的路线图有着几个：
秦直道由云阳林光宫首途，就进入甘泉山。甘泉山为子午岭南端的一个分支。
也就是说，直道离开林光宫后就进到子午岭中，循岭北行。经今陕西省旬邑县东的石门关，北行至凤子梁，再经今甘肃省正宁县刘家庙子林场、黑马湾、野狐崾岘、南站梁，而至今陕西省旬邑县雕岭关。从雕岭关开始，直道循子午岭主脊，大致呈西北走向，过陕西省黄陵县艾蒿店、甘肃省宁县湘乐五里墩，到达兴隆关，再经甘肃省合水县的黄草崾岘到青龙山，沿合水、华池两县分水岭向西北沿伸，到华池县的麻芝崾岘。然后纵穿华池县境，经大红庄、墩梁、老爷岭、新庄畔、羊沟畔、黄蒿池畔、深崾岘、高崾岘、墩儿山，过打扮梁的雷崾岘、五里湾、张新庄、田掌，进入陕甘两省交界的丁崾岘、墩梁，直达营崾岘。营崾岘是秦直道与明长城的重合之处，也是一处交叉的十字路口。直道沿明长城内侧向西北延伸，经营盘梁、南湾、箱子湾到白出长城，入陕西省定边县的马崾岘，重合之处长达20公里。从定边县南境起，直道折向东北，经今内蒙古自治区乌审旗、红庆河，再转向北行，过东胜市西的二顷半、海子湾、城梁，直抵黄河南岸的昭君坟，在此渡过黄河，就是今包头市西的秦九原郡治所在地。
第二个说法是秦直道由甘泉宫故址经由安塞县境达于榆林市南鱼河乡的上郡。
但具体经行哪些地方，横山地区并没有留下像子午岭那样明显的道路遗迹。多次在横山和毛乌素沙漠中探寻考察，发现自安塞县镰刀湾东北起，沿芦河东侧，汉代烽火台连绵不断，距汉烽火台约1公里处，断断续续有宽阔的古道遗迹，故初步判定秦直道至横山后，是沿芦河东侧北行，至横山县响水堡渡无定河，复沿榆溪河侧畔北行，出秦长城，过毛乌素沙漠，至内蒙古红庆河，直达九原郡。
而后世认为，秦直道是中国劳动人民在距今2200年前，用落后的生产工具，沿着山岭和沙漠草原修筑出的长达700余公里、宽50米左右