上海市长江西路越江隧道位于上海市东北角，全长4912米，连接宝山区和浦东新区。目前该区域仅有外环隧道穿越黄浦江，与最近的翔殷路隧道距离约10公里，而周围港区、码头密布，客货混行，交通拥堵现象十分严重。随着上海航运中心地位的进一步确立，该区域的交通供需矛盾将更为突出，长江西路隧道工程的建设将为缓解外环隧道、吴淞大桥的交通压力创造良好的条件。
上海市长江西路越江隧道工程线路起于长江西路郝家港桥以东，沿长江西路向东下穿上钢一厂铁路专用线和军工路，距离轨道交通3号线高架以西约80m设置浦西工作井，隧道工程线路止于浦东港城路双江路交叉口，工程主线全长4912m。长江西路隧道工程采用双管双向6车道规模，每管单向3车道。
上海市长江西路越江隧道工程按北线、南线分别布置，工程由圆隧道盾构段、浦西敞开段、暗埋段、浦东敞开段、暗埋段、浦西工作井、浦东工作井组成，江中圆隧道上下行线之间设2条连接通道，最低点分别设置两座江中泵房。工程除隧道两岸的长江西路和港城路接线道路外，还包括逸仙路－军工路－长江西路围合区域内的逸仙路高架和匝道改建、地面道路等工程。