Beide Planungen sahen eine Umfahrung der Stadt Winterthur vor, um die städtischen Durchgangsachsen zu entlasten. Die Zürcherstrasse war gemäss den Verkehrszählungen von 1955 die meistbefahrene Strasse der Schweiz! Das Projekt der eidgenössischen Kommission sah eine Autobahn von Zürich über Kemptthal nach St. Gallen vor, die Winterthur in einem grossen Bogen nordwestlich umfahren sollte. Während der Stadtrat in der Detailplanung ab 1960 eine Variante durch das Schlosstal bevorzugte, setzte sich der Grosse Gemeinderat für eine etwas weiterführende Linienführung durchs Dättnau ein. Im April 1961 entschied der Regierungsrat zugunsten der Schlosstal-Variante. Im November 1962 bestätigte der Bundesrat diese Planung mit der Fortsetzung durch die Wülflinger Ebene und einem Einschnitt durch den Amelenberg.
Die Stadt Winterthur setzte sich vergeblich für eine Variante nördlich von Ohringen und vom Amelenberg durch Seuzacher Gemeindegebiet ein. Im April 1964 begannen die Bauarbeiten zwischen Töss und Wülflingen, zwei Jahre später zwischen Wülflingen und der Ruchegg, wo die Ausfahrt Oberwinterthur zu liegen kam. Der Eingriff in Landschaft und Siedlung war gewaltig, besonders in Töss , wo dem Anschlussbauwerk das traditionsreiche Hotel Krone, die beiden Kronenbrücken von 1850 und 1938 sowie ein idyllischer Abschnitt der Töss zum Opfer fielen. Der Bau der Umfahrung Winterthur geriet durch den spektakulären Einsturz der Tössbrücke bei Wülflingen am 27. Oktober 1966 national in die Schlagzeilen: Da das Stützgerüst der Belastung nicht standhielt, brach die Brücke mitten im Bau zusammen.