Theo phương án của đơn vị tư vấn, công trình sẽ kết nối 2 trục đường chính trên 2 bờ vịnh Cửa Lục sát bên bờ vịnh Hạ Long. Đó là đường Hạ Long (phía Bãi Cháy) và đường Lê Thánh Tông (phía Hòn Gai). Đây là công trình hầm cấp đặc biệt, với 6 làn xe, thiết kế theo tiêu chuẩn đường đô thị TCVN 104-2007. Tổng chiều dài dự án 2.140m; dự kiến tổng đầu tư trên 7.875 tỷ đồng.
Công trình này sẽ tạo thêm một hướng kết nối giữa khu vực Bãi Cháy và khu vực Hòn Gai, đảm bảo mọi loại xe có thể lưu thông, kể cả trong trường hợp mưa bão. Công trình còn đóng vai trò kết nối, thông thương đường bộ giữa TP Hạ Long, Đặc khu Vân Đồn với Cửa khẩu quốc tế Móng Cái. Giảm tải cho QL18 đoạn qua TP Hạ Long cũng như cho cầu Bãi Cháy, xóa điểm đen ùn tắc tại ngã 4 Loong Toòng.
Trước đây, khu vực Hòn Gai và Bãi Cháy, được kết nối nhờ cây cầu độc nhất - cầu Bãi Cháy. Cây cầu được đưa vào sử dụng từ năm 2006 thay cho phà Bãi Cháy cũ. Vì sự độc đạo của cây cầu nên tình trạng tắc nghẽn giao thông ở phía Hòn Gai thường xuyên xảy ra. Sự quá tải của cầu Bãi Cháy đã bắt đầu thấy rõ, nhất là trong tình hình hiện nay khi mật độ phương tiện tham gia giao thông ngày càng tăng.
Theo ông Nguyễn Văn Đọc, Bí thư Tỉnh ủy Quảng Ninh, việc xây dựng đường hầm xuyên vịnh Cửa Lục là rất cần thiết. “Cầu Bãi Cháy đã bắt đầu có dấu hiệu quá tải, vào những ngày mưa bão hay gió to là phương tiện nhỏ không được qua cầu. Thậm chí, nhiều vụ va chạm giao thông cũng dẫn đến ùn tắc trên cầu. Vì vậy, việc xây hầm chui xuyên vịnh sẽ đảm bảo giao thông luôn được thông suốt”.
