Theo phương án đề xuất, tuyến đường hầm kết nối Phú Thọ - Thái Nguyên - Hà Nội có chiều dài 18,7 km. Trong đó, có 2 km đường hầm xuyên núi, kết nối sườn Tây sang sườn Đông Tam Đảo đi Hà Nội.