Der 18 Kilometer lange Tunnel soll Fehmarn an der deutschen Ostseeküste unter dem Meer verlaufend mit Lolland in Dänemark verbinden. Der Fehmarnbelt ist eine fast 20km breite Wasserstraße zwischen der Südküste von Lolland und Fehmarn in der westlichen Ostsee und verbindet als Seeweg den Großen Belt und die Kieler Bucht als Kiel-Ostsee-Weg mit den Gewässern der Mecklenburger Bucht und der östlichen Ostsee. Naturschutzverbände, Fährunternehmen und die Stadt Fehmarn hatten gegen das Vorhaben geklagt und stützten dies auf Zweifel an den Prognosen über das Verkehrsaufkommen. Zudem befürchteten sie gravierende Umweltauswirkungen, etwa auf Schweinswale, Eiderenten und Miesmuscheln.
Dieses Vorbringen überzeugte die Bundesrichter jedoch nicht: Dem Bauvorhaben fehle es nicht an einer Planrechtfertigung, urteilten sie, denn die beiden Staaten Dänemark und Deutschland hatten sich im September 2008 in einem Staatsvertrag auf das Projekt verständigt. Somit sei der Bedarf für den Tunnel gesetzlich geregelt, dies auch dann, wenn faktisch dort sehr viel weniger Autos fahren würden als normalerweise auf deutschen Autobahnen.
Die Richter vermochten auch keinen Verstoß gegen das Naturschutzrecht zu erkennen: zum Schutze der Schweinswale vor Baulärm sei ein vorsorglicher Grenzwert festgesetzt worden, der deutlich unter dem Quellpegel großer Schiffe und Fähren liege. Bei eventuell notwendigen Unterwassersprengungen würden Geräte zum Einsatz kommen, welche eine Reduktion der Schallausbreitung um 90 Prozent ermöglichten. Untersuchungen hätten zudem deutlich gemacht, dass die Durchführung des Projekts keine erheblichen Risiken für die Vogelpopulation, wie etwa Eiderenten, darstelle.
Nach Erlass des Planfeststellungsbeschlusses waren im Bereich der geplanten Trasse jedoch Riffe entdeckt worden, die als Biotope streng geschützt sind und nicht zerstört werden dürfen. Hier muss in einem ergänzenden Verfahren nun geklärt werden, wie diese Problematik gelöst werden kann. Insoweit müssen die Planungen nachgebessert werden. Auch auf deutscher Seite beseht aber nun auch Baurecht, das Vorhaben soll 2029 fertig gestellt sein und es möglich machen, in unter drei Stunden mit der Bahn von Hamburg nach Kopenhagen zu kommen.