길이는 1,530m이며 터널 단면은 건설 당시 터널너비 10.8m로서, 순차선너비 9.0m(3차선), 측대 90㎝, 공동구 90㎝로 구성되었으나 1975년 9월 1차보수 실시 후 터널너비가 60㎝ 줄어든 10.2m로 되었다. 설계 당시 터널 안 설계속도는 60㎞/h로 설계되었으며, 곡선부는 최소 평면곡선반경으로 되었고, 반횡방향환기법(半橫方向換氣法)에 의하여 내부공기를 처리하고 있었다.
이 터널은 강남지역과 강북 도심을 연결하는 주요 통로인 강남대로상에 위치하고 있어 도심의 통행뿐만 아니라 경부고속도로로부터 시내로 유출입하는 교통량을 처리하고 있다. 그런데 강남대로상의 다른 구간이 도로폭 22∼35m(편도 4차선임)임에 비하여 이 터널의 노폭은 10m로 급격히 줄어들기 때문에 차선수의 불균형으로 인한 교통혼잡이 극심하였다.
따라서 터널의 확장을 위한 쌍굴공사에 착공하여 총 연장 1,532m, 폭 9m의 터널을 1993년 완공하였다. 쌍굴의 완성 이후 기존터널에 대해 1994년 2월 17일에서 1995년 6월 10일에 걸쳐서 노후 벽체 및 천장의 철거, 라이닝 보강 및 방수처리 등의 보수공사를 실시하였다.
남산1호터널은 그 자체로 서울 도심의 경제발전을 상징하며 건립 당시의 모습이 비교적 양호하게 남아 있어 건축사적 측면에서 보존가치가 높음을 인정받아 2013년 서울 미래유산으로 등재되었다.