跨灣隧道

早期構想

最早的跨舊金山灣海底隧道的概念是由舊金山的「怪人」諾頓一世在1872年5月12日提出的。 他在同年9月17日再次「下達」了這個「旨意」，還威脅要以「抗旨」為由「逮捕」奧克蘭和舊金山兩市的市長。
這一概念被正式地提出是在1920年10月，由戈瑟爾斯少將，巴拿馬運河的建造者提出。他的計劃中考慮到了抗震的方面，提及了把隧道建在在灣區海底的海泥中，與今天的隧道幾乎吻合。他預計的成本是50,000,000 ($671,400,000 in 2019)美元 。不久後，在1921年7月，J. Vipond Davies和Ralph Modjeski又提出了隧道加橋樑的方案，這個方案和改良後的南部通道（從舊金山的使命岩和波卓洛角，向東至阿拉米達）很接近。兩人同時指出了戈瑟爾斯將軍的計劃中，長距離公鐵兩用隧道潛在的通風問題，也暗示了僅通行電氣化鐵路隧道的可行性。 
戴維斯和莫傑斯基的計劃在1921年10月加入了其他12種跨灣通道方案，其中不少也是電氣鐵路方案。
1947年，一個聯軍委員會提議了海底隧道方案來解決已經服務了十年的海灣大橋的擁堵情況。 這個建議後來在勒伯方案的可行性報告裡被提出。

建造過程

防震方面的研究始於1959年，包括1960年的鑽探和1964年的測試，以及在海床上安裝的地震記錄系統。由於初期研究中，受限於鑽探和探測的精度，無法探明其中一塊連續海床的信息，隧道被迫改道。新的線路儘量避開了這塊海床，使隧道可以避免彎曲壓力，自由地延申。
設計概念和線路調整在1960年7月完成。 一份1961年的報告預估隧道的成本大概是132,720,000 ($1,063,680,000 in 2019)美元。 施工於1965年開始，並在1969年4月3日，最後一節安放成功後完成， 灣區地鐵隨後發行了鍍銅鋁製紀念幣來紀念。 在設施安裝之前，一部分隧道在1969年9月11日向行人開放。 
軌道和供電在1973年完成，隨後在解決了加州公共設施委員會對於供電的自動調度系統的擔憂後，隧道於1974年9月16日投入服務， 比計劃的時間晚了5年。 首次試運行在1973年8月10日，一輛自動駕駛下的列車（編號222），載著包括灣區地鐵工作人員、記者和政府要員在內的100名乘客，以68～70英里每小時（109～113公里每小時）的速度，用時7分鐘，從奧克蘭西站開往蒙哥馬利站，爾後再以80英里每小時（130公里每小時）的全速，用時6分鐘返回。
隧道被安放再一條寬60英尺（18公尺）、深2英尺（0.61公尺）並鋪滿砂礫的壕溝里。在開鑿壕溝和鋪礫石時，工程師從海床共鑿出了5,600,000立方碼（4,300,000立方公尺）的泥土，並使用雷射來校準方向，保證壕溝和礫石的誤差分別小於3英寸（76公釐）和1.8英寸（46公釐） 。 
隧道共由57段組成，由伯利恆鋼鐵在70號碼頭的船塢製造 ，再由一條雙體駁船載到海灣中間。 在鋼製外殼完工後，被水封的隔板也被安上並噴上水泥，形成2.3英尺（0.70公尺）的內壁和道床。隨後，這些小節被「浮」在規劃路線的上方，駁船也被拴在海床上，作為臨時的牽引平台。 小節都被灌入重500短噸（450公噸）的砂礫，然後再降到海床上平鋪著軟土、泥漿和砂礫的壕溝里。當小節到位後，潛水員會將其與其他已經到位的小節連接起來，再移除小節之間的隔板，改用沙子和碎石組成的保護層包起來。 為了防止海水的侵蝕，隧道採用了陰極防蝕作為保護。
計劃共耗資1.8億美元（相當於2016年的8.8億美元）, 其中9000萬被用於隧道的建造，其餘的用於鋪軌、電氣化、通風和列車控制設施。

配置

隧道西端位於海灣大橋西橋腳北方，渡輪大廈附近地下，直通市區的市場街地鐵，在舊金山半島和芳草地島之間穿過大橋的西橋，東隧道口位於奧克蘭第七街，880號州際公路西側。
隧道共57小節，每節長度在273至336英尺（83至102公尺）之間，平均長達328英尺（100公尺），寬48英尺（15公尺），高24英尺（7.3公尺），重10,000短噸（9,100公噸） 。為了保證路線，大部分小節都是筆直的，但其中有15節有水平方向的彎曲，4節有垂直方向的彎曲，2節在兩個維度上都有彎曲。 每節的造價將近1,500,000 ($9,800,000 in 2019)美元，基於施工合同的90,000,000 ($587,780,000 in 2019)美元 總成本。 外圍的鋼殼厚度0.625英寸（15.9公釐）， 剛好能承受起自重和環的壓力。 一位顧問——拉爾夫·派克教授說服了項目的工程師Tom Kuesel採用薄殼，因為泥土能自然形成支持。
隧道由兩個通道和中間的維護/行人走廊構成。每個隧道直徑17英尺（5.2公尺）， 兩條隧道之間有一條走廊，其中上半部分有維護和控制設備、一條加壓的消防水管、和兩條條通風管道，換氣速度為300,000立方英尺每分鐘（8,500立方公尺每分鐘）。兩條通風管可以通過遠程操控的、長6英尺（1.8公尺）、高3英尺（0.91公尺）相互連通，而通風口則位於舊金山和奧克蘭。兩條隧道靠著走廊的兩側都有一條寬只有2.5英尺（0.76公尺）的步行平台，兩側牆壁上也各有56扇門，通往走廊的下半部分，從舊金山一側編號依次遞增，每扇間隔330英尺（100公尺）。通常這些門都是被鎖住的，緊急時可以用工具打開。
隧道兩邊的出口都有一個裝置，根據設計允許隧道有6°的偏移，換言之，隧道可以沿著隧道軸前後移動4.25英寸（108公釐），上下左右移動6.75英寸（171公釐）。

防震

隧道在內側和外側都有防震保護，共耗資330,000,000 ($330,000,000 in 2019)美元。
1991年，地震發生2年後，在州政府調查委員會建議下，一份研究出台。報告中指出，隧道口的防震裝置「基本完好，可以抵禦下一次地震」。然而，地震卻使隧道可偏移的幅度減少到了1.5英寸（38公釐）。

1979年1月火災

1979年1月17日約18點，一輛開往舊金山方向的7節列車（編號117）在隧道內發生電氣火災 。一位消防員——奧克蘭消防局小隊長威廉·埃利奧特，50歲 ——因為吸入濃煙，在救火時不幸殉職。 車上的40名乘客和2名地鐵工作人員隨後被另一方向的列車救起 。此次滅火行動中低效的通訊和協調，促使美國消防協會(NFPA)增加運輸行業的標準(NFPA 130, 固定線路運輸和乘客軌道交通系統標準)。
當天早些時候，開往舊金山的363號列車在16：30，因為不明煙霧，在隧道內緊急停車。在排除故障時，駕駛員發現6節和8節車廂的防出軌條脫落，9節車廂啟動了制動。隨後駕駛員清理了防脫軌器的電路，解除了9節車廂的制動，並重新啟動了列車。列車最後在戴利城站退出服務，作進一步檢修。之後的列車都改為手動駕駛，不過很快便恢復了自動控制。其中有駕駛員報告看見363號列車遺留的零件，但是軌道沒有被阻擋，依然能使用。
火災是由117號列車第5節和6節的集電靴引起的，他們撞到了前面列車落下的零件，發生了短路並起火。列車在18：06，剛剛進入隧道後停車，駕駛員報告稱，列車內出現濃煙，他無法看清隧道。控制中心隨後切斷第三軌供電，但不到1分鐘後又恢復，希望駕駛員能斷開起火的車廂，然而未能成功。排氣扇在08分打開，隨後第三軌在15分再次斷電。列車上有一名地鐵管理局的高層，協助了乘客離開事發車廂。
奧克蘭市消防局接到奧克蘭西站的報警後，派出了2名地鐵警察和9名消防員，乘坐900號列車前往現場。900號列車最後在事發車廂200英尺（61公尺）報告了起火車廂猛烈的火勢和濃煙。在接近火場時，1名警察和7名消防員進入了逃生走廊，而其他人則因為濃煙被迫回到900號列車上。
另一邊，載著千餘名乘客的111號列車被扣在了舊金山一側的內河碼頭站。在18：21，111號列車沿著東行隧道行駛，並接近起火車廂的位置。當所有117號列車的乘客都上車後，消防員搜索了起火列車，並在18：59向指揮部報了平安。雖然一些煙霧飄了過來，111號列車還是成功啟動，隨後疾馳至奧克蘭西站，送乘客前往醫院。同時更多消防員從奧克蘭一側進入隧道，趕赴火場。但由於門被鎖住，加上現場濃煙滾滾，消防員沒能進入東行隧道來避難。
111號列車經過的氣流帶倒了一些消防員，他們排成一列，開始在濃煙中，向東尋找出路。過程中，他們的防毒面具漸漸失靈，其中小隊長威廉·埃利奧特無法再正常呼吸，並向隊員求救。消防員再撤離火場時，又有一輛列車開來接應他們，並立即送他們會奧克蘭西站，前往最近的醫院。埃利奧特由於吸入過量濃煙和氰化物，不幸殉職。
火雖然沒有被完全撲滅，但是還是在22：45得到了控制。次日18點，奧克蘭的消防員又再次前往地鐵的車輛段，阻止已經面目全非的車廂里火勢的擴大。 灣區地鐵在因隧道停運造成的1,000,000 ($3,300,000 in 2019)美元虧損基礎上，還花費了1,100,000 ($3,630,000 in 2019)美元維修隧道和加強安全措施。
隨後，在同年的二月，灣區地鐵管理局向舊金山和奧克蘭消防局的局長提交了新的疏散方案， 但是由於公共設施委員會主任理察·葛拉威爾認為，「海底隧道的乘客應該意識到，地鐵方面現在重開隧道，是不能提供有保障的服務的」，隧道在4月才恢復通行。 兩市消防局也批評灣區地鐵方面沒有讓消防隊充分掌握緊急情況的進展。

地震

作為一項預防措施，地鐵的應急預案里要求，地鐵在遭遇地震時應及時停車，而在海底隧道和伯克利丘隧道里的列車則應儘快前往最近的車站。隨後線路會被檢查，在確認安全後再恢復運營。迄今最大的1989年洛馬普里塔地震發生時，一輛正在隧道內的列車被下令停車，雖然駕駛員沒有感受到震動。地震使許多地區的公路被損壞，海灣大橋因為東橋的上橋面垮塌，也停用了一個月。相反，跨灣隧道被認為是安全的，僅6個小時後重開，12小時後地鐵也恢復正常運營，使跨灣隧道成為當時舊金山和奧克蘭之間僅有的幾個交通方式。

行人闖入

在2012年10月和2013年8月，都發生過行人從內河碼頭站闖入隧道，逼停地鐵服務的事故。在2016年12月底，又有一位行人以相同的方式闖入，並在隧道內逗留了一個小時。為了保障地鐵的服務，警方一邊搜尋他的下落，一邊要求地鐵以手動模式，低速通過隧道。

噪音

舊金山紀事報在2010年做了一份調查，指出海底隧道是全地鐵系統里噪音最大的部分，達到了100分貝，和一台電鑽不相上下。 噪音又因為四周的水泥牆壁，和隧道內彎曲的軌道，而非常尖銳，被形容為「女鬼的聲音、尖叫的貓頭鷹和《異世奇人》中失控的時光機」。 2015年，地鐵方面更換了6,500英尺（2,000公尺）、潤滑了3英里（4.8公里）的軌道，有效減少了噪音，也得到了乘客的好評。

海運影響

穿行在灣區的船隻，在下錨的時候，可能會損壞陰極保護層的陽離子。由於陽極是從圍繞著隧道的壕溝中突出來的，他們更容易受到損壞。雖然海運部門要求了船隻在經過隧道附近時不能下錨，但地鐵方面還是會定期檢查陽離子層的情況。
2014年1月31日，由於一艘貨船在早上8：45在隧道附近下錨。基於船隻的位置，海岸警衛隊在11：55通知了地鐵管理局，認為錨離隧道非常近，隧道隨後被關閉20分鐘，以檢查潛在的損壞。在檢查過程中，兩列隧道內的列車也被迫停駛，列車服務也晚點了15-20分鐘。由於沒有問題，隧道在12：15重新開放，並於13：00恢復正常運營。碼頭的引航員隨後記錄了錨的準確位置，在隧道西南方向1,200英尺（370公尺）處。 
2017年4月，一艘為地鐵方面做保護層維護的起重機船復仇者遭在夜間遇了一場冬季風暴，隨後反轉並沉沒，船體最後停在了隧道的外壁上，萬幸沒有影響隧道的通行，潛水員也在次日止住了船上泄露的柴油。

未來發展

為慶祝創建50周年，灣區捷運在2007年宣布了未來50年的計劃。由於隧道的運力在2030年將達到飽和，管理局構想了在舊金山灣下方建造4個隧道，於現有的隧道平行，並在南部建造跨灣換乘樞紐（已初步完工），連接加州火車和計劃中的加州高鐵系統。計劃新建的四個隧道中，兩個將提供給地鐵，另外兩個提供給常規/高速鐵路使用，最終將有六個隧道。

流行文化

隧道當時的施工現場曾被用作喬治·盧卡斯的《五百年後》的拍攝現場，其中片尾的垂直攀爬是在尚未完工的（水平）隧道內，將鏡頭旋轉90°拍攝的。拍攝時，隧道還沒有鋪設軌道，羅伯特·杜瓦爾的角色使用裸露的鋼筋當作梯子。
由泰瑞·布魯克斯的作品《沙納拉》改編的電視劇《沙娜拉傳奇》，部分鏡頭在灣區取景，其中主人公被要求穿過海底隧道。
遊戲《死亡空間》早期也有穿過海底隧道的劇情。