Гагаринский тоннель сооружён в ходе реконструкции Третьего транспортного кольца. Находится на высоком правом берегу Москвы-реки, является продолжением Андреевского моста. Имеет неглубокое залегание, состоит из двух труб шириной 20 метров, которые разделены между собой непроницаемой перегородкой. Допустимая скорость движения транспорта в тоннеле составляет 100 км в час. В часы пик по тоннелю проезжает от 5 до 7 тыс. автомобилей ежечасно.