野三关隧道为左右分离隧道，左右隧道均净宽9.75米，净高5米，其中右隧道长3665米。左隧道长3700米，尽管比右隧道只长35米，但由于地质条件更为复杂。2007年5月30日，野三关隧道右线胜利贯通，2008年1月18日，左线胜利贯通。

隧道最大埋深为240米，因隧道内部地质结构复杂，石灰岩、白云岩等地质岩层交融其间，被称为“亚洲地质博物馆”，是全线的重点控制工程。