Une la localidad de Écija (Sevilla), más concretamente la autovía radial A-4 en el PK 456, con la autovía A-92 a la altura de Montepalacio, en el PK 49, dentro del término municipal de Marchena (Sevilla).

Marchena era en su trazado original el único núcleo urbano por el que pasaba la A-364, y lo hacía en forma de travesía.

Actualmente esa travesía se ha renombrado como ramal, A-364R, pues desde el año 2011 una variante de la A-364 inconclusa evita tener que atravesar esta población.

Este itinerario evita atravesar el área metropolitana de Sevilla en los viajes entre Madrid y Cádiz.

Es por ello que esta carretera, al igual que el tramo más al sur de la antigua N-333 entre Arahal y la A-4 pasando por Utrera (actual A-394), soporta un alto nivel de tráfico pesado.