Đoạn đường qua Đèo Cả rất dài (12 Km) và hiểm trở, 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. Vì vậy việc đầu tư xây dựng hầm đường bộ qua đèo Cả nhằm giảm thiểu tai nạn giao thông, nâng cao hiệu quả khai thác của Quốc lộ 1A.

Theo dự kiến, khi đường hầm hoàn thành thì tổng quãng đường qua đèo giảm còn một nửa, thời gian qua đèo giảm chỉ còn 1/4, chịu được trọng tải lớn và an toàn cho các loại xe lưu thông. Đường hầm cũng sẽ giúp cho việc lưu thông thuận lợi giữa miền Trung và khu vực phía Nam, nối liền khu kinh tế Nam Phú Yên và khu kinh tế Vân Phong, và giữa thành phố Tuy Hòa và thành phố Nha Trang. Làm bàn đạp để phát triển kinh tế khu vực.