Ý tưởng về một đường hầm dưới nước qua Eo biển Bosphorus nối liền hai khu vực của Istanbul được đưa ra lần đầu tiên vào năm 1860 dưới triều đại của Quốc vương (Sultan) Abdulmecid. Một bản thiết kế sơ bộ được triển khai, theo đó sẽ có một đường ống ngầm xuyên biển được đặt trên hai trụ đỡ.
Những ý tưởng tương tự cũng được nêu lên thời gian sau đó, và vào năm 1902, dưới thời Quốc vương Il Abdulhamit, các chuyên gia lại vẽ nên một thiết kế giống bản đầu tiên về một đường ống chạy qua Eo biển Bosphorus. Lần này có tới 16 cái trụ cắm xuống đáy biển. Tuy nhiên, kỹ thuật lúc đó không cho phép xây dựng một kết cấu như vậy.
Song, nỗi trăn trở về việc kết nối hai khu vực của Istanbul bằng một đường ngầm dưới biển chưa bao giờ giảm đi, và rồi nghiên cứu khả thi đầu tiên đã được triển khai vào năm 1985. Nó được chỉnh sửa một lần vào năm 1997.
Công trình được chính thức bắt đầu vào năm 2004 nhưng bị trì hoãn vài năm vì khi đào lên, người ta phát hiện thấy nhiều di chỉ khảo cổ. Những di chỉ này cho thấy Istanbul có lịch sử tới 8.500 năm và từng là một trong những thành phố quan trọng nhất thế giới.
Cuối tháng 10/2013, tuyến đường trị giá 5 tỷ USD được khai trương đúng vào dịp kỷ niệm 90 năm thành lập nước Cộng hòa Thổ Nhĩ Kỳ, đồng thời đánh dấu kỷ lục thế giới là đường hầm dưới nước sâu nhất (60m).
