的高松出入口至
目黑区的大桥交流道为止，全长11
公里。几乎全线均位于山手通地底下，深约30米，其中70%的部分使用潜盾施工法建造。隧道分为两条，分别为北向车道及南向车道。
山手隧道的延伸隧道（中央环状品川线的主要部分）则从
2007年12月12日起开始施工，预计在
2013年完工，通车后将使中央环状线延伸至
品川区的大井交流道，并将超越
关越自动车道上的
关越隧道，成为日本最长的公路隧道。
根据
首都高速道路株式会社的统计，山手隧道的通车使尖峰时段（上午11时）的
塞车距离由26
公里缩短为为21公里，下降约两成。从
东名高速公路用贺出口至东北道川口出口间的行驶时间平均缩短了16分钟，至常磐道所需时间则缩短了十分钟。此外也明显疏缓了首都高都心环状线的拥挤，在中央环线上中野长者桥出入口到西
池袋出入口间的交通流量每天增加了约三万车次，而都心环线上谷町交流道至霞关出入口间的车次减少了约两万辆。
山手隧道于1992年开始施工，高松出入口至西新宿交流道的路段自
2007年12月22日开放，该日同时也有一条地上联络路段通车，将山手隧道与位于
板桥区、
丰岛区交界处的熊野町交流道连接起来。
本隧道有许多营运及安全设施，每隔100米就设有紧急电话及摄影机。消防设施则包括
红外线传感器、
灭火器、泡沫喷雾器及警铃按钮等，通往紧急逃生隧道的出口彼此相距不超过350米，并设有通往地面街道的阶梯。与隧道平行的管线输入新鲜空气，并将废气排出，集尘系统则能排除空气中80%的微粒