Il secondo stralcio (2,7 km) va da Trisungo d'Arquata (km 151) all'imbocco della galleria Valgarizia (km 153+780). Il progetto preliminare fu realizzato dall'ANAS nel 2007 e quello definitivo nel 2009; il percorso si sviluppava quasi completamente in galleria con un costo pari a 90 milioni di euro. L'intervento era stato finanziato e doveva essere appaltato nel 2009, tuttavia i fondi vennero dirottati a favore del terremoto dell'Aquila e l'iter si fermò. In seguito al terremoto del 2016, che ha evidenziato l'urgenza di migliorare l'accessibilità della zona, l'intervento è stato finanziato e appaltato alla Carena Costruzioni di Genova; i lavori sono stati avviati nel febbraio del 2017 con completamento previsto per il 2020. Ma il 30 luglio 2019, quando l'esecuzione dei lavori era giunta al 38,5%, l'impresa esecutrice ha abbandonato il cantiere e nel mese di settembre ha dichiarato fallimento. Da allora i lavori sono fermi, e potranno riprendere solo quando saranno affidati a una nuova impresa. A tal proposito, la regione Marche ha chiesto di abbreviare i tempi ricorrendo a procedure straordinarie, ma il ministro dei trasporti De Micheli ha dichiarato che si dovrà ricorrere ad una nuova gara d'appalto, con tempi più lunghi.