海沧隧道在海沧端设入口一处，马銮湾片区及海沧生活区车辆均可通过马青路进入海沧大道，并分流进入海沧隧道。隧道在岛内湖里区范围内设置三处出口，分别为湖里大道出口、石鼓山立交出口及火炬北路出口。
进岛车辆进入隧道行驶约4.8公里后到达第一个出口即湖里大道出口，车辆由此出口可右转进入湖里大道向西行驶，进而分流至长岸路双向。
距离海沧进口约5.2公里，湖里大道出口后400米处为石鼓山立交出口，通过该出口可驶入兴湖路并进一步驶入石鼓山立交进行分流，实现海沧区域至厦门大桥、殿前一路、嘉禾路的快速分流。
隧道湖里区最后一个出口即火炬北路出口，距离起点约6.3公里，通过该出口车辆可进入高崎立交，实现向成功大道演武大桥方向及枋钟路分流，也可进入火炬北路至火炬园片区。