El origen del tramo se sitúa en el pk 230+600 de la N-IVa, al norte de Almuradiel (744 hab. INE 2025). Tras el paso de la travesía de aquella localidad la carretera sigue en paralelo a la autovía hasta la Ermita de San Isidro, y desde allí discurre junto al curso del arroyo de la Vega del Álamo, funcionando como vía de servicio de la A-4 en dirección Andalucía hasta el pk 235+200 de la autovía. Sigue, hacia el Sur, por el tronco de la A-4 hasta el enlace del pk 238+500, donde vuelve a convertirse en vía de servicio, también en dirección a Andalucía, hasta el pk 239+300, a la altura del puente de Payón. Recupera el trazado de la autovía hasta el pk 241+000, donde queda interrumpido por la autovía y la línea ferroviaria junto a la estación de Venta de Cárdenas.

Ya al este de la A-4, continúa, a partir del talud de la línea ferroviaria, siguiendo el cauce del río Despeñaperros hasta la pedanía de Venta de Cárdenas (30 hab. INE 2025). En el segmento, el tramo cuenta con una conexión intermedia con la A-4 en el pk 241+400. Tras pasar la travesía de Venta de Cárdenas, en la que el tramo cuenta con dos conexiones con la A-4 (pk 243+300 y 243+900), el trazado histórico se pierde a la altura de la rotonda de la ermita de San Cristóbal, y siguiendo, en dirección Oeste, ya por la N-IVa, se recupera tras el paso inferior de la A-4 en el pk 244+600. 

A lo largo del paso de Despeñaperros, ya en la provincia de Jaén, el tramo sigue la N-IVa. Dispone de una conexión con la A-4 en el pk 251+000 de la autovía y, 400 m después, de una  conexión hacia Aldeaquemada en la rotonda que reconectó los dos tramos de la N-IV que habían quedado separados al construirse la primera autovía. En esta parte del tramo, el trazado discurre encajonado siguiendo el desfiladero, o abriéndose, también a media ladera, para resolver los pasos de los cursos de agua que afluyen al río. 

Ya a la salida Despeñaperros, en terreno más abierto, pasa en travesía la localidad de Santa Elena (863 hab. INE 2025), y conecta, por la A-6200, con la A-4 en el pk 259+200 de la autovía.