Straat vertrekkende vanaf de Sint-Mauritiuskerk naar het westen toe, doodlopend op de snelweg Oostende-Brussel. De Oudenburgweg is de oudste weg doorheen Varsenare en maakt deel uit van het historische tracé "de Zuidelijke Brugghewech", die in de vroege middeleeuwen vanuit de havenstad Oudenburg, over Ettelgem en Jabbeke doorliep voorbij het "Goedt Coudeceuckene" te Sint-Andries, tot naar Brugge en Aardenburg. De Oudenburgweg was destijds een brede weg met veel handelsverkeer met het binnenland en was via de Zeeweg verbonden met andere verbindingswegen zoals de Snellegemse Heerweg of Doornstraat en de Diksmuidse en Torhoutse heerweg. Langs deze weg tussen Brugge en Oudenburg (hoofdplaats van de Pagus Flandrensis) werden door Karel de Kale vanaf 862 versterkingen gebouwd tegen de invallen van de Noormannen. Wellicht is het Hof van Proven hiervan een voorbeeld: het zou als versterking van Varsenare zijn opgericht tussen 862 en 864. Van hieruit zou in de middeleeuwen het kustgebied en de ietwat zuidelijk gelegen Oudenburgweg gecontroleerd zijn.

Op het kruispunt van deze weg met de Westernieuwweg werd in 1116 onder Clemencia van Bourgondië het eerste bedehuis van Varsenare opgericht. De westtoren van de Sint-Mauritiuskerk is zo ingeplant dat hij perfect zichtbaar is voor de reizigers die vanuit Oudenburgweg het dorp naderen. In 1748 komt het Verdrag van Aken tot stand, dat een einde stelt aan de Franse Bezetting. Bij de bevrijding krijgt Varsenare een uitzonderlijk voorrecht: Varsenare mag Karel van Lorreinen op zijn doortocht verwelkomen. Bij deze gelegenheid wordt de Oudenburgweg verbreed en verhard "tot het passeeren van syne Coninclijcke Hoogheydt Prins Carel van Lorreinen, ten jaere 1749".

De huidige straatnaam refereert naar de historische benaming. Later, tot 1830, werd de weg "Zandstraat" genoemd, sinds 1964 opnieuw Oudenburgweg genoemd.

De Oudenburgweg heeft een erg heterogene bebouwing. Tot aan de nieuwe begraafplaats van Varsenare, bescheiden eengezinswoningen in tuin van midden 20ste eeuw gebouwd. Nabij de begraafplaats, gebouwen van "Blindenzorg Licht en Liefde". Verder, ter hoogte van de Kasteeldreef, in het beboste deel van de straat, zijn grote villa's in ruime tuinen ingeplant. Dit aansluitend bij het residentiële karakter van het zuidelijke deel van Varsenare. De oorspronkelijke landelijke bebouwing van de straat is slechts bewaard in nummer 46, een eind-20ste-eeuws landbouwbedrijf en zie nummer 53, de voormalige woning van de jachtmeester.