È una delle strade di montagna più conosciute e apprezzate delle Alpi, soprattutto per i suggestivi scenari e paesaggi naturali in cui si snoda il suo tracciato. Inoltre è stata spesso inserita nei percorsi di gare ciclistiche d'importanza internazionale, tra le quali varie edizioni del Giro d'Italia.
La SS 50 invece imbocca la valle percorsa dal torrente Cismon, lambisce Fonzaso e abbandona il territorio veneto per entrare in Trentino in località Pontet (km 60), infilandosi nella stretta Val Schenèr e costeggiando l'omonimo lago. Questo tratto, molto panoramico, è caratterizzato da varie gallerie, alcune molto brevi e altre più lunghe. Al ponte di San Silvestro scavalca il Cismon ed entra nella valle del Primiero, dominata dalle Pale di San Martino, uno tra i più celebri gruppi montuosi dolomitici.
Appena oltre il paese, lasciato sulla destra il bivio per il Passo Cereda, s'inizia a risalire l'alta valle mantenendosi per lo più sul fondo. Si toccano Siror (765 m), Valmesta (1119 m) e poi la celebre località turistica di San Martino di Castrozza (m 1444, km 85,6), dominata dalle vette che da essa prendono il nome. Da San Martino inizia la salita verso il Passo Rolle (m 1984, km 94,9), che si raggiunge con una serie di tornanti.
Dal valico, che costituisce lo spartiacque tra i bacini dell'Avisio (affluente dell'Adige) e del Cismon, affluente del Brenta, s'inizia la lunga discesa attraverso la val Travignolo percorsa dall'omonimo torrente. In località Paneveggio (m 1555, km 101,4), sede di un centro visitatori del Parco naturale Paneveggio-Pale di San Martino, ha inizio la strada provinciale che sale al vicino Passo Valles e scende poi a Falcade; la SS 50 invece prosegue nella sua discesa, costeggiando il lago di Paneveggio (o di Forte Buso) e attraversando Bellamonte (1372 m, km 110). Gli ultimi chilometri hanno una contropendenza maggiore e sono caratterizzati da alcuni tornanti; al termine, si giunge a Predazzo (1018 m, km 116), centro più popoloso della Val di Fiemme, ove la SS 50 si innesta nella strada statale 48 delle Dolomiti.
^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.