2011年，胶州湾隧道与胶州湾跨海大桥在同一天建成通车。两座跨海工程改变了青岛东西两岸依靠轮渡往来的历史，也搭起了环胶州湾交通的基本骨架。
按同类海湾城市的配置，厦门在2021年就投用了第二条进岛海底隧道海沧隧道，而青岛在首条隧道饱和后，第二条水下通道迟迟没有补上。
青岛现有的过海格局，依赖南部的老胶州湾隧道和北部的跨海大桥。老隧道连接团岛与薛家岛，是两岸通勤的主要线路，双向六车道的通行能力长期处于高负荷运转。
跨海大桥全长超过35公里，桥面完全暴露在海面上。沿海区域在秋冬季容易出现大风、团雾与道路结冰，桥面一旦限速或封闭，跨湾车流就会向南转移，集中涌向老胶州湾隧道。
青岛交管部门在假日出行指引中，常年将老隧道两端列为拥堵路段。
老隧道一旦发生车辆剐蹭，或者大桥因天气临时关停，西海岸新区与东岸主城之间的公路联络就会陷入被动。单一地下通道承担了过重的兜底功能，缺少平行的分流通道。
胶州湾第二隧道不是老线路的原地复制，走向改设在胶州湾中北部。项目西起西海岸新区的淮河东路，向东穿过海域，在青岛港附近登陆，向东接入海泊河路与杭鞍高架路。
老隧道的东岸落点在市南区团岛，车辆进出必须穿过密集的历史城区道路。二隧直接将落点移到市北区，让跨海车流快速并入城市快速路网，避开了老城区的地面信号灯。
工程全长达到17.48公里，其中隧道主体长14.37公里，设计时速为80公里。
这条隧道采用双主线加中间服务隧道的方案，属于深埋特长水下公路工程。2026年3月，南线主线盾构区间率先完成掘进；2026年10月，服务线盾构机在海平面下105米处抵达设计分界点。
施工线路穿越断层破碎带和全断面硬岩，全线采用钻爆法与盾构法对接施工。随着盾构区间贯通，后续工程集中转向明挖段施工、二次衬砌浇筑以及通风消防等机电安装。
西海岸新区的辛安与前湾港区域分布着大量产业园区，此前去往东岸主城，小客车多走老隧道，货车则需要向北绕行环湾路或跨海大桥。
二隧打通后，前湾港区与老港区之间建立起直达通道，西海岸北部的货运车辆与商务车流不用再绕行薛家岛居住区，货流与客流得以按区域完成分道。
青岛市交通运输局公布的工期显示，胶州湾第二隧道预计在2028年完工。届时，淮河东路与杭鞍高架路之间将形成全天候贯通的水下通道，承担起胶州湾中北部的直达通行任务。
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