南京长江隧道选址于浦口区黄家村，由江南滨江快速路与应天大街西延线互通立交过渡段接入点起，至江北收费广场连接快速路500米处止，整个工程隧道总长5853米，按六车道城市快速通道规模建设，设计车速80公里/小时。

南京长江隧道工程是中国长江上隧道长度最长、盾构直径最大、工程难度最高、挑战性最多的工程之一，工程位于南京长江大桥与三桥之间，连接河西新城区--江心洲--浦口区。

中国铁道建筑总公司为南京长江隧道项目的投资人，出资80%，南京市交通建设投资控股(集团)有限责任公司出资10%、南京市浦口区国有资产经营(控股)有限公司出资10%，共同出资10.1514亿元，组建南京长江隧道有限责任公司，全权负责过江隧道项目的投资、建设、运营、管理和维护。公司经营期限暂定34年，其中建设期4年，经营管理期30年。

左汊盾构隧道由中铁十四局负责建造，右汊江心洲夹江大桥由中铁十五局负责建造。

南京江心洲夹江大桥是南京长江隧道的组成部分，连接建邺区扬子江大道与江心洲，全长665.5米，主跨248米，为独搭自锚悬索桥，在国内尚属首例。大桥双向6车道，并设有专门的人行道，供行人和非机动车通行。大桥跨过江心洲夹江在江心洲落地，有专门的立交互通通道供行人、自行车和汽车行驶上江心洲或者是直接通过长江。从江心洲夹江大桥下到江心洲后再向前开几百米就正式进入了南京长江隧道的主体。

南京长江隧道工程由江南滨江快速路与应天大街互通立交过渡段接入点起，至江北收费广场连接快速路500米处止，整个工程通道总长约6.2公里，按6车道城市快速通道规模建设，设计车速80公里/时，采用"左汊盾构隧道+右汊桥梁"方案，左汊盾构隧道建筑长度3.9公里;盾构直径近15米，是当今世界上最大直径的盾构隧道之一，仅次于上海长江隧道盾构机。

右汊江心洲大桥全长665.5米，主跨248米，为独塔自锚悬索桥，主塔高107米。大桥双向6车道，并设有专门的人行道，供行人步行过江。在南京长江隧道中使用的刀盘直径为14.93米、重约4000吨、长130余米、有5层楼高的"巨无霸"盾构机。