Để thúc đẩy phát triển KT-XH, du lịch của địa phương, việc phát triển hạ tầng giao thông được huyện xác định là yếu tố cốt lõi đặt lên hàng đầu. Theo đó, từ năm 2010 đến nay, số đường huyện, xã, trục xóm, ngõ xóm, đường nội đồng được xây dựng mới trên toàn huyện là 20,14 km, cải tạo, nâng cấp trên 268 km, bảo trì 5 km; xây dựng mới 25 cầu, cải tạo 16 cầu; xây mới 118 cống, đường tràn với tổng kinh phí thực hiện trên 652,6 tỷ đồng. Hệ thống giao thông cơ bản đáp ứng tốt nhu cầu đi lại của người dân. 

Trước khi công bố Quy hoạch Điểm du lịch quốc gia Mai Châu, các tuyến đường dẫn vào các điểm du lịch trong vùng quy hoạch phát triển du lịch nhỏ hẹp, chỉ những xe du lịch từ 16 - 24 chỗ mới có thể vào bên trong bãi tập kết, những xe chở khách từ 50 chỗ phải đỗ ở ngoài quốc lộ 15 nên thường xảy ra ách tắc, gây khó khăn cho việc đi lại của người dân và du khách. Giao thông kết nối các điểm du lịch chủ yếu là đường đất, chưa có kết cấu mặt đường có nền từ 3 - 4 m, một số tuyến đã được đầu tư xây dựng kết cấu bê tông, nhưng mặt đường quá hẹp. Do đó, sau khi công bố quy hoạch, huyện chú trọng đầu tư kinh phí sửa chữa, nâng cấp, cải tạo công trình hạ tầng giao thông du lịch tại các xã: Chiềng Châu, Nà Phòn, thị trấn Mai Châu là vùng lõi của Điểm du lịch quốc gia Mai Châu. Công trình có tổng mức đầu tư 40 tỷ đồng, được xây dựng gồm 7 tuyến đường với tổng chiều dài hơn 5,4 km và 2 cầu Bai Tá, cầu Lác I. Ngoài ra, thực hiện một số hạng mục khác như xây dựng cổng chào huyện có mức đầu tư 1,5 tỷ đồng; xây dựng 4 biển quảng bá du lịch đặt tại ngã ba Tòng Đậu (xã Tòng Đậu); bản Văn, bản Pom Coọng (thị trấn Mai Châu); bản Lác (xã Chiềng Châu) với tổng mức đầu tư trên 800 triệu đồng... 

Ngày 30/3/2016, UBND tỉnh ra Quyết định số 774 phê duyệt đồ án điều chỉnh Quy hoạch chung xây dựng tỷ lệ 1/5000 thị trấn Mai Châu đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2035. Ngày 9/6/2017, UBND huyện Mai Châu ra Quyết định số 1716 phê duyệt đồ án Quy hoạch chi tiết xây dựng tỷ lệ 1/500 khu trung tâm thị trấn Mai Châu. Theo quy hoạch chung, thị trấn Mai Châu được nâng cấp từ đô thị loại V lên đô thị loại IV, có tính chất là trung tâm hành chính, văn hóa, giáo dục đào tạo, khoa học kỹ thuật, có vị trí quan trọng của huyện Mai Châu; là trung tâm dịch vụ thương mại, du lịch vùng phía Tây của tỉnh trên cơ sở phát huy, giữ gìn các giá trị văn hóa và bảo tồn cảnh quan thiên nhiên; là đầu mối giao lưu của huyện và cửa ngõ phía Tây của tỉnh; trung tâm dịch vụ đa lĩnh vực của huyện. Theo đó, quy mô điều chỉnh quy hoạch thị trấn Mai Châu có tổng diện tích gần 4.641 ha, trong đó, diện tích đất điều chỉnh quy hoạch 1.029 ha; diện tích đất mở rộng mới gần 3.612 ha. Phạm vi nghiên cứu gồm 4 tiểu khu và 4 xóm của thị trấn Mai Châu trên diện tích quy hoạch phát triển thị trấn; diện tích đất quy hoạch mở rộng có 6 xóm của xã Tòng Đậu và 6 xóm của xã Chiềng Châu. Quy mô dân số theo đề án tính đến thời điểm lập quy hoạch trên 11.700 người, trong đó, dân số thị trấn Mai Châu gần 5.130 người, dân số khu vực mở rộng xã Tòng Đậu và Chiềng Châu trên 6.560 người. 

Đồng chí Nguyễn Văn Dũng, Trưởng phòng Kinh tế và hạ tầng huyện Mai Châu cho biết: "Việc thực hiện gặp một số khó khăn nhất định như nguồn vốn hạn chế, quỹ đất trong khu quy hoạch còn hạn hẹp do địa hình chủ yếu là đồi núi. Thời gian tới, để chỉnh trang đường phố trung tâm huyện, huyện đã bàn giao mặt bằng cho đơn vị thi công thực hiện lát gạch vỉa hè khu vực thị trấn dài 2 km, dự kiến hoàn thành công trình trước Tết Nguyên đán 2020. Đồng thời, chuẩn bị thi công một cổng chào tại khu vực ngã ba Tòng Đậu. Hiện, huyện tiếp tục phối hợp chặt chẽ với đơn vị tư vấn để lập chương trình phát triển đô thị và đồ án đề nghị công nhận đô thị loại IV”.