Debido a que ya existía una carretera que unía Majadahonda y Villanueva de la Cañada, este último tramo se añadió a la M-503 quedando así su configuración actual.
Al igual que con la M-501, esta obra no ha estado exenta de polémica, pues la autovía favorecerá el desarrollo urbanístico en los municipios de la zona, teniendo en cuenta la gran expansión urbanística de los últimos años y cuyo crecimiento podría poner en peligro la supervivencia de espacios naturales.
En el tramo Pozuelo-Madrid no es autovía, pero la calzada es doble.
En 2006, al ejecutarse las obras del Metro Ligero Oeste, dos de las cuatro rotondas presentes en este tramo de la carretera fueron modificadas creándose un paso subterráneo para la carretera que evita la reducción de velocidad para los vehículos que no se van a desviar en las mismas .El eje noroeste esta comunicado con la Carretera de Castilla.
La intensidad media diaria alcanzó en 2011 la cifra de 84.094 vehículos al día en su tramo más concurrido, entre la M-40 y M-50.