Tunnelen knytter Festningstunnelen ved Havnelageret i den ene enden med Ekebergtunnelen og Mosseveien ved Sørenga i den andre enden. Den er på 1 084 meter, hvorav 675 meter er bygget som senketunnel satt sammen av prefabrikkerte seksjoner. Medregnet tilførselsveier, av- og påkjøringsramper og lignende er den totale veilengden ca. 8 000 meter. Taket av tunnelen ligger ti meter under havoverflaten, i gjennomsnitt.
Ventilasjonen i øst sikres av fire 40 meters høye luftetårn plassert to og to på Sørenga, det ene paret på sporområdet til Østfoldbanen og det andre paret nærmere sjøen. I vest ventileres Bjørvikatunnelen gjennom Festningstunnelen, som har egne luftetårn på Filipstad.
Byggingen startet 15. august 2005. Østgående løp åpnet 26. april 2010,[3] vestgående åpnet for trafikk 20. september 2010 kl. 05.30.[4] Den ble offisielt åpnet av Kong Harald den 17. september 2010. Tunnelen finansieres delvis av Staten, delvis av Oslo kommune og delvis av bompenger fra Fjellinjen. Hele Bjørvikaprosjektet koster 5,9 mrd. kr, inkludert nytt bygatenett.
Hele tunnelen ble åpnet i 2010, men av- og påkjøringsveiene ved Havnelageret ble ikke ferdige før i mars 2012.[4]
Senketunnelen er sammensatt av seks elementer som er 112 meter lange, 27 meter brede og 10 meter høye. Under byggingen hadde elementer endevegger som sørget for at vannet ble holdt ute til de var sammenkoblet.
Utviklingen i retning av et stadig tettere nett av tunneler under Oslo har blitt kritisert av eksperter på veisikkerhet som mener det legger grunnlag for store brannulykker.[5]
^Aftenposten 6. juli 2009Arkivert 12. mai 2014 hos Wayback Machine. «Lokalmiljø og lokale politikere vil ha lengst mulig tunneler som gjerne henger sammen med tidligere tunneler. I fremtiden blir det sårbart fordi effektene av en brann i den ene tunnelen lett kan forplante seg til den forrige.», uttalelse fra Veiplanlegger Jan Orsteen fra Multiconsult i artikkelen «Tunnelsystem under Oslo sårbart».