1984年,青岛市市征集对胶州湾跨海通道建设意见。2005年4月5日,青岛市自然资源和规划局确定建设青岛胶州湾隧道的选址。;9月2日,中国国际工程咨询公司签发 《关于青岛胶州湾湾口海底隧道工程项目(申请报告)的核准评估报告》。2006年1月18日,青岛胶州湾海底隧道项目通过中华人民共和国国家发展和改革委员会批准;4月25日,青岛胶州湾隧道海域地质勘察工作在团岛和薛家岛两端海域同时开钻;12月27日,青岛胶州湾隧道举行开工典礼。2007年8月22日,青岛胶州湾隧道薛家岛端主体工程开工;12月30日,青岛胶州湾隧道端接线工程启动建设。2008年5月6日,青岛市交通运输委员会以青交规划64号文对《青岛胶州湾(海底段)隧道工程土建施工图设计文件》进行批复;5月13日,青岛市交通运输委员会批复青岛胶州隧道工程《施工许可申请书》;6月25日,青岛胶州湾隧道主体工程动工;6月25日,青岛胶州湾隧道举行团岛端工程开工典礼。2009年1月1日,青岛胶州隧道实施大断面预注浆堵水加固作业;4月28日,青岛胶州湾隧道完成贯通工程,隧道主路段全线贯通。12月18日,青岛胶州湾隧道完成服务隧道贯通工程。2011年4月29日,青岛胶州湾隧道完成沥青路面摊铺工程;5月27日,青岛胶州湾隧道完成路面质量交工检测;6月6日,青岛胶州湾隧道完成收费岛土建施工建设工程;6月30日,青岛胶州湾隧道通车运营;2013年10月21日,青岛胶州湾隧道水土保持设施通过竣工验收。2014年4月18日,青岛胶州湾隧道通过工程验收。2016年4月17日,青岛胶州湾隧道通过公路隧道运营企业安全生产标准化一级达标评审。