De Coentunnel is een zogenaamde afgezonken tunnel. De toeritten van de tunnel zijn in open bouwputten geconstrueerd, waarbij de onderste gedeelten op staal gefundeerd zijn. Het bouwdok voor de Coentunnel is naast dat van de IJtunnel gebouwd, op de noordoever van het Noordzeekanaal. De zuidelijke toerit is deels omvat met een stalen vloer en wand van 1 millimeter dik, om te voorkomen dat grondwater binnen zou kunnen komen en dat er zettingen zouden kunnen plaatsvinden.

De tunnel is waterdicht gemaakt op een manier die later tot standaard is verheven. Een betonnen binnenconstructie, een laag bitumen, twee lagen glasvezel-bitumen, een laag polyester en nog een laag bitumen. Deze 1 centimeter dikke laag is vervolgens tegen beschadiging beschermd door een tweede laag beton.

Het afzinken van de tunnelelementen is begonnen op 20 maart 1965. Deze werd op een bed van grind gelegd door middel van 6 kabels die aan het afzinkplatform verbonden waren. In de periode van 20 maart tot 6 juli zijn alle zes elementen gelegd, waarbij de snelste slechts 20 uur in beslag nam om af te zinken.