Hầm có tổng chiều dài và gờ chắn hai đầu là 475 m, trong đó hầm kín dài 95 m, hầm hở và gờ chắn dẫn vào dài 380 m (mỗi bên 190 m).
Mặt cắt ngang gồm hai hầm riêng biệt, mỗi hầm rộng 7,75 m, gồm hai làn xe cơ giới, mỗi làn rộng 3,5 m. Phần hầm hở mỗi chiều rộng 7,75 m, phân cách hai chiều bằng dải phân cách rộng một mét.
Đơn vị thi công đã xén hè mở rộng đường Lê Văn Lương với chiều dài trên 300 m; xén hè mở rộng đường Tố Hữu khoảng 400 m.
Sau khi thông xe, nút giao sẽ có tổng cộng 10 làn xe theo hướng Lê Văn Lương - Tố Hữu và ngược lại, thay vì 8 làn xe như hiện nay, góp phần giải quyết xung đột giao thông tại nút giao Lê Văn Lương - Khuất Duy Tiến - Tố Hữu.
Phát biểu tại lễ khánh thành, Phó Chủ tịch UBND thành phố Hà Nội Dương Đức Tuấn đánh giá, nút giao giữa trục đường Lê Văn Lương - Tố Hữu với đường Khuất Duy Tiến là nút trọng điểm và phức tạp, có lưu lượng tham gia giao thông rất lớn.
Hầm chui Lê Văn Lương - vành đai 3 được khởi công tháng 10/2020, nhà thầu thi công là Liên danh Công ty cổ phần Tập đoàn Cienco4 - Công ty cổ phần Fecon - Công ty cổ phần Thương mại, tư vấn và xây dựng Vĩnh Hưng.
Đây là hầm chui thứ tư của Hà Nội đi vào hoạt động, trước đó hầm Kim Liên - Xã Đàn khánh thành năm 2009, kết nối đường Trần Khát Chân và Kim Liên, Xã Đàn thuộc vành đai 1. Hầm chui Trung Hòa kết nối đường Trần Duy Hưng với đại lộ Thăng Long và hầm nút giao Thanh Xuân (giữa đường Nguyễn Trãi với vành đai 3) cùng đưa vào sử dụng năm 2016.
Dự án xây dựng hầm chui Lê Văn Lương – Vành đai 3 là một trong những dự án thuộc danh mục các công trình trọng điểm, có ý nghĩa quan trọng cho giao thông Thủ đô.