ANAS (dal km 15,800 al km 70,000 e dal km 98,200 al km 216,600); dal 2001 la gestione del rimanente tratto è passata alla Regione Lazio e alla Regione Abruzzo, che hanno ulteriormente devoluto le competenze alle rispettive province.
Nel 308/302 a.C. la strada raggiunse Collarmele con una deviazione per Marruvium. La strada percorsa dai soldati durante i conflitti locali e dai pellegrini che visitavano i santuari ivi presenti.
In seguito divenne la strada percorsa dalla nobiltà romana che soggiornava nelle ville costruite nella campagna di Tivoli.
Nel 1933 la denominazione della strada fu mutata da "Via Tiburtina" a "Via Tiburtina Valeria".[2]
In seguito al decreto legislativo n. 112 del 1998, dal 2001, la gestione di una gran parte della struttura è passata dall'ANAS alle regioni Lazio e Abruzzo, che hanno ulteriormente devoluto le competenze rispettivamente alla città metropolitana di Roma Capitale e alle province dell'Aquila, di Chieti e di Pescara. Attualmente l'ANAS gestisce dal km 15,800 al km 70,000 e dal km 98,200 al km 216,600: la prima tratta si trova nella quasi totalità nel Lazio, dalla intersezione con Marco Simone (Guidonia Montecelio) fino al km 65,000 dove si trova il confine regionale; la seconda si trova in Abruzzo e si estende dall'innesto della SS5 quater fino all'intersezione con l'asse attrezzato Chieti-Pescara, anch'esso gestito dall'ANAS.[3]
Nel suo percorso verso Tivoli, la strada attraversa le frazioni di Settecamini con l'area industriale del Tecnopolo tiburtino, Villalba e Villanova di Guidonia, Tivoli Terme e Villa Adriana. Tale tratta fra il 1879 e il 1934 ospitò il binario della tranvia Roma-Tivoli.
Nel tratto Carsoli-Pietrasecca-Tagliacozzo è presente il percorso in variante della SS 5 quater, meno tortuoso e alternativo alla strada statale 5 che invece raggiunge il bivio di Tremonti, Roccacerro e il valico di monte Bove a 1220 m s.l.m. passando nei pressi della frazione carseolana di Colli di Monte Bove.
^Regio decreto18 maggio 1933, n. 1770, in materia di "Cambiamento della denominazione della strada statale n. 5 «Tiburtina» in quella di «Tiburtina-Valeria»."
^Qui si trova il sito della rete stradale ANAS, nella quale alla data odierna (ottobre 2023) grazie ad una query è possibile vedere i vari tratti di competenza.
^abcdefghIn corsivo sono indicate le strade statali facenti parte sino al 1945 - per l'intera estensione - del territorio italiano e poi parzialmente cedute agli Stati vincitori della Seconda guerra mondiale, in seguito alla modifica dei confini nazionali stabilita dal trattato di Parigi del 1947.
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