Bola budovaná spoločne s D1 ako súčasť diaľničného spojenia Praha – Brno – Bratislava. Od otvorenia prvého úseku diaľnice D2 uplynie 4. októbra 40 rokov. Dokončená (až do Bratislavy) bola v novembri 1980. Jej v Česku ležiaca časť spájajúca Brno s hranicami so Slovenskom meria iba 61 kilometrov.
Diaľnica D2 je jednou z troch úplne dokončených diaľnic v Česku. Všetky sú však iba krátkymi diaľnicami, okrem D2 je dokončená D46 spájajúca D1 pri Vyškove s D35 pri Olomouci, a tiež 71 kilometrov dlhá D10 z Prahy k Turnovu, ktorá však bola postavená v parametroch rýchlostnej cesty a diaľnicou sa stala administratívnou zmenou.
Od roku 2013 prechádza diaľnica D2 kompletnou modernizáciou. Dokončenie opráv v oboch smeroch sa očakáva na konci tohto roka.
V súčasnosti patrí medzi najzaťaženejší až kritický úsek pri Brne, pretože v posledných 20 rokoch vyrástla a stále sa rozrastá komerčná zóna pozdĺž diaľnice. Najvýznamnejšou je Avion Shopping Park a nákupné centrum Olympia so stovkami obchodov. Priemyselné a logistické zóny vznikli aj pri ďalších exitoch.
Pri sčítaní intenzity dopravy v roku 2016 prešlo úsekom pri Brne 50 905 áut, o 2600 viac ako v roku 2010 a o 12 000 viac ako v roku 2005. Ďalšie úseky sú zaťažené menej, intenzita plynule klesá smerom k hraniciam. Cezhraničným úsekom prešlo v roku 2016 takmer 16 000 áut, v roku 2010 to bolo 12 200 áut a v roku 2005 14 000 áut.