Stanowi on równoleżnikowy fragment Drogowej Trasy Średnicowej – jednej z głównych arterii drogowych miasta Katowice, będącej drogą o długości ponad 30 km, łączącą Gliwice z Katowicami przez Zabrze, Rudę Śląską, Świętochłowice i Chorzów. Trasa ta na odcinku w Tunelu Katowickim stanowi także fragment drogi krajowej nr 79, łącząc ulicę Chorzowską (od zachodu) z aleją Walentego Roździeńskiego (od wschodu).

Przed oboma wlotami do tunelu znajdują się węzły z pełną możliwością wyboru kierunku ruchu – od strony zachodniej na wysokości ulicy Sokolskiej, a od strony wschodniej na wysokości ulicy Jerzego Dudy-Gracza. Nad wschodnim wylotem znajduje się kładka łącząca kampus Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach i biurowiec Silesia Star ze Strefą Kultury, a za węzłem w kierunku wschodnim droga z Tunelu Katowickiego zmierza na powierzchnię terenu na wysokości ulicy Bogucickiej do kolejnego węzła drogowego – skrzyżowania z ulicami Bagienną i Murckowską.

Równolegle do Tunelu Katowickiego prowadzony jest lokalny ruch drogowy oraz ruch tramwajowy, a także przebiegają ciągi pieszo-rowerowe.

Ruch drogowy mały|lewo|Korki drogowe na wschodnim wylocie z Tunelu Katowickiego (po prawej) wraz z zamknięciem północnej nawy tunelu;