Hầm được khởi công từ năm 2010, dài trên 13 km, với tổng mức đầu tư gần 11.400 tỷ đồng. 

Trong đó, phần hầm gồm hai ống hầm song song, cách nhau 30 m, mỗi ống hầm dài trên 4 km, vận tốc thiết kế đạt 80 km/giờ. 

Theo đại diện chủ đầu tư là Công ty Cổ phần Đầu tư Đèo Cả, đèo Cả là cung đường đèo dài, quanh co, nhiều khúc cua gấp với bán kính cong nhỏ, độ dốc dọc lớn, gây nguy cơ mất an toàn giao thông, nhất là với các xe tải nặng, xe siêu trường, siêu trọng. 

Khu vực này cũng thường xuyên xảy ra ách tắc giao thông do đất đá trên đèo bị sụt lở, đặc biệt khi có mưa lớn. Hoạt động giao thương bị ảnh hưởng nhiều bởi địa hình chia cắt, cản trở lưu thông hàng hóa giữa các khu vực, đặc biệt giữa hai tỉnh Phú Yên và Khánh Hòa.

Với việc thông xe qua hầm vượt tiến độ hai tháng, cho thấy việc hoàn thành toàn bộ công trình vào năm 2017 là có thể đạt được.

Phát biểu tại buổi lễ thông xe, Phó thủ tướng Trịnh Đình Dũng yêu cầu các bộ ngành và chủ đầu tư khẩn trương hoàn tất các thủ tục cần thiết để đẩy nhanh tiến độ triển khai các hạng mục quan trọng khác, nhất là mở rộng, nâng cao chất lượng hầm đường bộ Hải Vân 2 - hạng mục kết nối, tác động trực tiếp đến vận hành và khai thác hầm đường bộ đèo Cả.