Ngày 21/8/2017, Hầm đường bộ Đèo Cả kết nối giữa 2 tỉnh Khánh Hòa và Phú Yên do công ty Cổ phần đầu tư Đèo Cả (gọi tắt là Đèo Cả) làm chủ đầu tư đã được thông xe và đưa vào sử dụng. Đây là công trình trọng điểm  quốc gia được xây dựng trên địa bàn huyện có ý nghĩa hết sức quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội khu vực miền Trung nói chung và huyện Vạn Ninh nói riêng.
Được khởi công từ tháng 11-2012, dự án có chiều dài hơn 13km, với hai hệ thống hầm chính là hầm đèo Cả dài hơn 4km và hầm đèo Cổ Mã dài 500m; mỗi hệ thống hầm có 2 ống hầm song song cách nhau 30m với 2 làn xe thiết kế theo tiêu chuẩn đường cao tốc với vận tốc 80km/h. Đây là công trình có tính phức tạp nhất tứ trước đến nay nên trong quá trình thực hiện đã gặp không ít khó khăn do địa chất phức tạp đã ảnh hưởng đến công tác đào hầm vì vậy phải đến đầu năm 2014 mới có thể thực hiện đào hầm; bên cạnh đó nhiều người còn hoài nghi về năng lực thi công của nhà đầu tư bởi Đèo Cả là một thương hiệu mới về làm hầm. Để khẳng định năng lực của mình, đơn vị đã huy động mọi nguồn lực từ chọn nhà thầu, tư vấn thiết kế, giám sát thi công… có chuyên môn và năng lực cao để thực hiện công trình; các đơn vị phải thực hiện thi công 3 ca liên tục kể cả các ngày lễ, tết để đảm bảo tiến độ công trình đã đề ra. Cùng với đó, Đèo Cả đã định hướng sử dụng nhân lực chủ chốt về kỹ thuật thuê chuyên gia nước ngoài tư Hàn Quốc, Nhật Bản, Pháp… và thi công với công nghệ, kỹ thuật hiện đại trên thế giới do vậy ngoài tiến độ và chất lượng công trình luôn đảm bảo thì công tác an toàn lao động và vệ sinh môi trường cũng đã được đơn vị thực hiện tốt. Điều đặc biệt, đây là công trình đường hầm đầu tiên do chính người Việt Nam thực hiện, thể hiện sự trưởng thành của các nhà đầu tư, nhà thầu trong nước và nhất là đội ngũ cán bộ, kỹ sư, công nhân người Việt.
Hầm đường bộ đèo Cả được thi công theo công nghệ hiện đại của Áo là phương pháp hầm thi công dưới hầm dưới mặt đất có khả năng chống đỡ lớn nhất của đá hay đất nhằm có được sự ổn định khi tiến hành khoan mở dưới lòng đất đồng thời vận dụng những tiến bộ phát triển mới của Nhật Bản. Việc đào hầm ngay lập tức được bảo vệ bằng lớp bê tông phun mỏng, ngay phía sau phần đào tạo ra vòng khuyên chịu tải tự nhiên làm giảm thiểu sự biến dạng. Hầm đèo Cả cũng đã sử dụng những trang thiết bị chiếu sáng, thông gió hiện đại từ Úc, Áo…, hệ thống đường dẫn được thảm bằng vật liệu Ppolymer để chống hằn lún. Vì vậy, dự án đã đáp ứng cơ bản về chất lượng các hạng mục công trình và đủ điều kiện đưa vào vận hành khai thác và đặc biệt là về đích sớm hơn gần 1 năm so với hợp đồng cam kết. Trong quá trình thực hiện, chủ đầu tư đã thực hiện điều chỉnh thiết kết giúp tiết giảm hơn 4200 tỷ đồng, số tiền trên đã được chuyển sang xây dựng hẩm đường bộ đèo Cù Mông (tỉnh Bình Định).
Việc đưa vào khai thác đã kết nối giao thông của 2 tỉnh Phú Yên và Khánh Hòa đồng thời xóa điểm đen đèo Cả. Tuyến đèo dài 12km nhưng có tới hàng chục điểm đen về tai nạn giao thông; thường xuyên xảy ra tắc đường, kẹt xe mỗi khi có tai nạn giao thông và nhất là lở đá núi vào mùa mưa làm ảnh hưởng đến vận tải hành khách và hàng hóa của các phương tiện khi đi qua đây. Không chỉ xóa điểm đen về giao thông mà đưa vào khai thác hầm đèo Cả còn rút ngắn thời gian khoảng 40 phút so với đường đèo; nâng cao năng lực vận tải đường bộ, tạo thuận lợi cho lưu thông hàng hóa khu vự miền Trung, nhất là giữa Khánh Hòa và Phú Yên; tạo sự kết nối quan trọng với vùng kinh tế trọng điểm Đông Nam Á cũng như đường xuyên Á, kết nối với hàng hải quốc tế. 
Đây là tín hiệu đáng mừng, góp phần tạo động lực phát triển mạnh mẽ cho các vùng kinh tế trong và ngoài tỉnh; đặc biệt là sẽ tạo ra cơ hội kết nối giao thương giữa đơn vị Hành chính - Kinh tế đặc biệt Bắc Vân Phong trong tương lai đối với các địa phương trong khu vực và cả nước.