Hầm chui được khởi công xây dựng từ tháng 9/2021 tại nút giao giữa đường Thống Nhất với đường Việt Bắc và đường tàu hỏa Hà Nội - Thái Nguyên. Tổng giá trị đầu tư là công trình hầm chui Thống Nhất là hơn 220 tỷ đồng, trong đó nguồn vốn vay Ngân hàng Thế giới (WB) 193 tỷ đồng và vốn đối ứng từ ngân sách địa phương là 31,6 tỷ đồng.
Chủ đầu tư là Ban quản lý dự án Chương trình đô thị miền núi phía Bắc, thành phố Thái Nguyên, nhà thầu thi công là Liên danh Công ty CP sản xuất công nghiệp xây lắp 3 - Công ty TNHH thương mại - xây dựng Xuân Phương - Công ty Cổ phần đường sắt Hà Thái.
Công trình hầm chui Thống Nhất được thiết kế vĩnh cửu bằng bê tông cốt thép, cho các xe chạy thẳng theo 2 hướng với quy mô 2 làn xe cơ giới và 2 làn xe hỗn hợp. Chiều dài toàn tuyến khoảng 500m, chiều rộng hầm là 12,7m và đường gom mỗi bên 5,5m (có 80m hầm kín, còn lại là hầm mở), được thiết kế đồng bộ hệ thống thoát nước, vỉa hè, cây xanh, điện chiếu sáng đô thị...
Công trình hầm chui Thống Nhất được đưa vào sử dụng đúng dịp Quốc khánh 2/9 đã tạo điều kiện thuận lợi cho người dân lưu thông qua lại khu vực này, giảm ùn tắc giao thông và giảm tải cho các tuyến đường khác. Ngoài ra, đây là công trình giao thông hiện đại được hoàn thành có ý nghĩa chào mừng kỷ niệm 60 năm thành lập thành phố Thái Nguyên.