隧道横断面设计为五心圆圆拱曲墙型式，净宽13.1M，净高7.3M，横坡1.5%，两侧设电缆槽及排水系统，隧道中心设排水盲沟。该隧道为单向行驶的三车道隧道，由延庆方向向昌平方向下坡行车，隧道纵坡为2.7%，两个洞门高差为93.2M，洞内为砼路面，隧道内设置有照明、信号、通讯、通风、供电、供水、消防和监测等系统。
在潭峪沟隧道中采用的防水层材料可靠，施工的铺设技术、工艺较先进，施工管理严谨，监理认真负责，实现了"无钉铺设"防水层，在LDPE防水板的焊缝工艺中更是大胆创新， 使焊缝牢固可靠，从而保证了防水层的完整性，提高了隧道防水的可靠性，满足了设计和使用的要求，为今后隧道的安全使用奠定了良好的基础。同时也为国内类似隧道防水板的施工提供了一整套的新技术、新工艺和有益的经验。
