ทางหลวง หมายเลข KY 321 เริ่มต้นที่ทางแยกกับทางหลวงหมายเลข KY 1428ในเมืองเพรสตันเบิร์ก เคา น์ตีฟลอยด์มุ่งหน้าไปทางเหนือบนถนนนอร์ธเลคไดรฟ์ ซึ่งเป็นถนนสามเลนที่มีเลนเลี้ยวซ้ายตรงกลางถนนสายนี้ผ่านย่านธุรกิจ ป่าไม้ และบ้านเรือนใกล้เคียง เส้นทางผ่านไปทางทิศตะวันออกของวิทยาลัยชุมชนเพรสตันเบิร์ก และแคบลงเหลือถนนสองเลนที่ไม่มีชื่อ โค้งไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือผ่านป่า และวิ่งไปทางทิศตะวันออกของเลวิซาฟอร์กทางหลวงหมายเลข KY 321 ผ่านพื้นที่พัฒนาชนบทมากขึ้นและตัดกับจุดสิ้นสุดด้านตะวันตกของทางหลวงหมายเลขKY 3024ถนนเลี้ยวไปทางทิศเหนือและคดเคี้ยวผ่านพื้นที่ป่าที่มีการพัฒนาที่อยู่อาศัยเป็นบางช่วง เส้นทางโค้งไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือและมาถึงทางแยกกับทางหลวงหมายเลขKY 3ณ จุดนี้ ทางหลวงหมายเลข KY 321 เลี้ยวไปทางทิศตะวันออกเพื่อใช้เส้นทางร่วมกับทางหลวงหมายเลข KY 3 ผ่านพื้นที่ชนบทมากขึ้นที่มีการพัฒนาบางส่วน รวมถึงศูนย์การแพทย์ภูมิภาคไฮแลนด์ส ถนนเส้นนี้ใช้เส้นทางร่วมกับKY 3051 เป็นระยะสั้นๆ ก่อนที่จะโค้งไปทางทิศเหนือ KY 3 แยกออกเป็นสองเส้นทาง โดยมุ่งหน้าไปทางทิศตะวันออกใกล้กับAuxier KY 321 ยังคงมุ่งหน้าไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือผ่านป่าและข้ามไปยังJohnson County ^{[ 1 ] [ 2 ]}

ในเขตจอห์นสันเคาน์ตี้ ถนนตัดกับจุดสิ้นสุดทางใต้ของทางหลวงหมายเลขKY 2381ก่อนที่จะผ่านไปทางตะวันออกเฉียงเหนือของสนามบิน Paintsville-Prestonsburg Combs Fieldซึ่งเป็นจุดตัดกับทางหลวงหมายเลข KY 2559เส้นทางมุ่งหน้าไปทางเหนือเข้าสู่พื้นที่อยู่อาศัยและโค้งไปทางตะวันออกเฉียงเหนือ ทางหลวงหมายเลข KY 321 ยังคงมุ่งหน้าไปทางเหนือเข้าสู่ป่าทึบ ซึ่งจะเลี้ยวไปทางทิศตะวันตก ถนนมุ่งหน้าไปทางตะวันตกเฉียงเหนือและตัดกับจุดสิ้นสุดทางใต้ของทางหลวงหมายเลขKY 1107ก่อนที่จะข้ามแม่น้ำ Levisa Fork และ ทางรถไฟ CSXเส้นทางโค้งไปทางเหนือและเพิ่มเลนที่สองสำหรับรถที่มุ่งหน้าไปทางเหนือขณะที่ผ่านพื้นที่ป่าที่มีการพัฒนา ทางหลวงหมายเลข KY 321 แคบลงเหลือสองเลนและเลี้ยวไปทางตะวันตกเฉียงเหนือเพื่อไปยังทางแยกต่างระดับกับทางหลวงหมายเลข KY 1428 ถนนวิ่งผ่านพื้นที่ป่ามากขึ้นและโค้งไปทางเหนือ ซึ่งจะเพิ่มเลนที่สองสำหรับรถที่มุ่งหน้าไปทางเหนือ เส้นทางมุ่งหน้าไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ โดยที่ช่องทางมุ่งหน้าไปทางเหนือจะแคบลงเหลือเพียงช่องทางเดียว และช่องทางมุ่งหน้าไปทางใต้จะกลายเป็นสองช่องทาง KY 321 เลี้ยวไปทางเหนือก่อนที่จะมุ่งหน้าไปทางตะวันตกเฉียงเหนือเข้าสู่เมืองเพนท์สวิลล์ณ จุดนี้ ถนนจะกลายเป็นสี่ช่องทางและผ่านย่านธุรกิจ เส้นทางโค้งไปทางทิศตะวันตกและแคบลงเหลือสองช่องทาง ตัดกับจุดสิ้นสุดทางใต้ของKY 321 Bus KY 321 มุ่งหน้าเข้าสู่พื้นที่ป่าและโค้งไปทางเหนือ มาบรรจบกับจุดสิ้นสุดทางตะวันตกของKY 2378ถนนยังคงผ่านย่านธุรกิจและมุ่งหน้าไปทางตะวันตกเฉียงเหนือ มีช่องทางเลี้ยวซ้ายตรงกลางและผ่านศูนย์การค้าหลายแห่ง เส้นทางข้ามลำธารเพนท์ครีกและตัดกับKY 40 KY 321 ยังคงมุ่งหน้าไปทางเหนือเป็นทางหลวงสี่ช่องทางแบบแบ่งช่องจราจรผ่านพื้นที่ป่าที่มีการพัฒนาบางส่วน และมาถึงจุดสิ้นสุดทางเหนือที่US 23 ^{[ 1 ] [ 2 ]}