Lærdalstunnelen er utstyrt med luftrenseanlegg, med både ventilasjon og luftrensing, som skal fjerne støv og gass fra lufta i tunnelen. Tunnelen har store vifter som trekker luft inn fra begge inngangene, og forurenset luft trekkes ut gjennom en ventilasjonstunnel til Tynjadalen. Mellom Aurland og ventilasjonstunnelen ligger et elektrostatisk renseanlegg som en omløpstunnel ved siden av trafikktunnelen, og var det første i sitt slag og ble utviklet av ABB sammen med Statens vegvesen. Anlegget fjerner både støv og nitrogendioksid fra tunnelluften. To store vifter trekker luft gjennom renseanlegget, hvor støv og sot blir fjernet av et elektrostatisk filter. Lufta trekkes så gjennom et stort kullfilter som fjerner nitrogendioksid. I januar 2006 kom nyheten om at støvrenseanlegget i Lærdalstunnelen og lignende anlegg i flere andre tunneler hadde vært ute av drift i flere år på grunn av branntilløp i de høyspentbaserte renseanleggene. Ventilasjonsanlegget er dimensjonert for opptil 400 kjøretøy timen. Luften trekkes fra begge innganger og blåses ut i gjennom ventilasjonstunnelen til Tynjadalen. De to viftene har motorer på 540 kW hver, og er vannkjølt i tilfelle brann.