Công trình hầm chui ngã tư Vũng Tàu có tổng chiều dài 630m, trong đó phần hầm chui dài 480m và phần đường dẫn 2 đầu dài 150m.

Hầm được thiết kế mặt đường là 9m và đoạn mở rộng là 11m với tĩnh không là 4,75m cho 2 làn xe cơ giới lưu thông 1 chiều từ QL51 chui qua ngã tư Vũng Tàu vào QL1A về TP. Hồ Chí Minh.

Phần hầm kín được đúc bằng bê tông cốt thép được lắp đặt đầy đủ hệ thống thống thông gió, đèn chiếu sáng, bơm nước chống ngập và cứu hỏa.

Hầm chui ngã tư Vũng Tàu là gói thầu thuộc hạng mục bổ sung vào Dự án đầu tư xây dựng cầu Đồng Nai mới và tuyến hai đầu cầu theo hình thức BOT (chủ đầu tư là Tổng công ty xây dựng số 1).

Sau khi thông xe, hầm chui nút giao thông ngã tư Vũng Tàu được phân luồng giao thông như sau: Cho phép xe cơ giới lưu thông từ QL51 rẽ trái vào hầm chui để đi hướng QL1A qua cầu Đồng Nai đi TP. Hồ Chí Minh.

Xe 2 bánh không được đi vào hầm chui mà rẽ trái theo hướng dưới chân cầu vượt ngã tư Vũng Tàu để đi TP. Hồ Chí Minh. Xe hai bánh đi từ khu công nghiệp Biên Hoà 1 qua QL51 phải đi vòng xuống gầm cầu Đồng Nai sau đó quay ngược lại QL51./.