Dự án Hầm đường bộ qua đèo Cả được khởi công từ tháng 11/2012, với tổng mức đầu tư được điều chỉnh là 11.378 tỷ đồng, với tổng chiều dài toàn tuyến 13,19 km; trong đó hầm đèo Cả dài 4.125 m, hầm Cổ Mã dài 500 m (đã hoàn thành từ tháng 9/2016) .

Dự án hầm đường bộ Đèo Cả thực hiện theo hình thức đối tác công - tư (PPP), tức là Nhà nước và nhà đầu tư cùng phân phối thực hiện dự án phát triển kết cấu hạ tầng, cung cấp dịch vụ công nghệ trên cơ sở hợp đồng dự án.

Tổng chiều dài dự án hơn 13 km, trong đó hệ thống hầm chính có chiều dài hơn 8 km, với hai ống song song, cách nhau 30 m; mỗi ống dài hơn 4 km; đường kính 9,8 m. Hầm có 2 làn xe, thiết kế theo tiêu chuẩn đường cao tốc với vận tốc 80 km/h.