Siden 2015 har Statens vegvesen oppgradert tunneler i Oslo slik at de blir tryggere for trafikantene, og oppfyller kravene i Tunnelsikkerhetsforskriften. Vålerengtunnelen er den siste Oslo-tunnelen som oppgraderes, og vil stå ferdig i løpet av sommeren 2021.

Oppgraderingen omfatter blant annet nye rømningsveier, flere punkter for uttak av slokkevann, oppgradert teknisk utstyr og brannsikring. I tillegg til de mange sikkerhetsoppgraderingene blir en del av Vålerengtunnelen forsterket. Dette arbeidet gjøres på vegne av Bane NOR, som skal bygge nye togspor over tunneltaket.