济南黄河隧道是国内在建的最大直径的盾构隧道。济南市黄河隧道位于济南城市中轴线上，南接主城区济泺路，北连新旧动能转换先行区。济南黄河隧道线路全长4760米，隧道长3890米，其中盾构段长2519米，设计为双管双层，市政道路与轨道交通合建，上层为双向六车道公路，下层为轨道交通。隧道管片外径15.2米，是目前黄河流域最大直径的隧道，也是目前我国在建最大直径的公轨合建盾构隧道，建设难度大。济南黄河隧道建设为EPC（设计、采购、施工总承包）模式，建设单位为济南城市建设投资集团有限公司，监理单位为上海市市政工程管理公司，由中铁十四局集团有限公司牵头，联合铁四院、黄河设计公司组成EPC总包联合体。

2021年1月23日，在天桥区的泺口浮桥渡口旁，随着“黄河号”盾构机巨大刀盘破土而出，济南黄河隧道工程西线隧道胜利贯通，意味着我国在建最大直径公轨合建盾构隧道全线贯通。济南黄河隧道工程总投资59.6亿，总工期45个月，2017年12月开工建设，将于2021年10月份建成通车。

济南黄河隧道是我国在建最大直径的盾构隧道之一，是黄河流域首条公轨合建的交通隧道，也是世界上超大直径盾构隧道第一次穿越地上悬河，被誉为“万里黄河第一大隧”。

济南黄河隧道南起泺口南路，依次下穿二环北路、北绕城高速公路、黄河南岸大堤、黄河、黄河北岸大堤，北至鹊山水库，在邯济铁路西侧接现状荣成—兰州公路。其中，隧道总长3.67公里，盾构段长2.52公里；在黄河南北大堤两侧，采用明挖段，总计1.15公里。

济南黄河隧道以并行双洞双层下穿黄河，盾构直径15.2米，分为上下两层，上层为三车道层，下层分成四仓，分别是轨道交通、烟道、纵向逃生通道、管廊。

2017年6月15日，济南公共资源交易网发布《济南跨黄河桥隧工程可行性研究报告和项目申请报告编制招标公告》，招标项目包括跨黄河四处通道，分别为济泺路穿黄隧道（道路+地铁）、济南黄河大桥扩建工程、齐鲁大道北延跨黄河通道（济南齐鲁黄河大桥）、凤凰路北延跨黄河通道（济南凤凰黄河大桥）。

2017年8月3日，黄河水利委员会在郑州组织召开济泺路穿黄隧道(道路+地铁)工程建设项目暨防洪评价报告审查会，并形成了审查意见，主要内容包括：一是同意隧道工程建设，二是基本同意《评价报告》中的穿黄线路，三是基本同意穿黄工程采用盾构法以隧道方式穿越黄河河道，项目审查会顺利通过。

2017年8月15日，济南市交通运输委主任贾玉良介绍，跨黄河近期交通规划已编制完成，率先进行的就是建设三桥一隧，济南黄河隧道工程要实现年内开工。

2017年9月12日，济南市人民政府发布了《济南市济泺路穿黄隧道工程环境影响评价第二次信息公示》。

2017年9月27日，黄河水利委员会正式出具准予行政许可决定书，同意工程建设和审查意见，并提出工程应在3年内开工建设。

2017年9月30日，济南市发改委网站对济泺路穿黄隧道工程项目审批核准进行公示，批准文号为济发改能交〔2017〕567号。

2017年11月22日，济南市环保局关于受理《济南市济泺路穿黄隧道工程环境影响报告书》的公示。

2017年12月1日，济南黄河隧道正式开工建设，标志着济南市正式拉开北跨携河发展的序幕。

2020年10月30日上午，万里黄河第一隧济南黄河隧道东线贯通。

2021年1月23日，济南黄河隧道工程西线隧道顺利贯通，至此“万里黄河第一隧”全线贯通。

济南黄河隧道是山东省新旧动能转换标志性工程之一，按照计划，济南黄河隧道将于2021年10月份建成通车，届时开车最快4分钟、乘坐地铁2.5分钟可穿越黄河，比绕道济南黄河大桥节约近1小时车程，将加速济南从“大明湖时代”迈向“黄河时代”。