Thời Nguyễn, vua Minh Mạng đã trùng tu, biến nơi đây thành một công trình phòng thủ cho Kinh thành Huế và giám sát mọi hoạt động ở cửa biển Đà Nẵng. Nên lạc khoản một bên góc bảng còn ghi thêm Minh Mệnh thất niên cát nhật tạo, tức là làm vào ngày tốt năm Minh Mạng thứ 7 (1826).
Đèo Hải Vân và cửa ải trên đỉnh đèo được triều đình nhà Nguyễn coi trọng nên vua Minh Mạng đã truyền cho khắc hình vào Dụ Đỉnh, tức đỉnh thứ 8 của Cửu Đỉnh trong sân Thế miếu. Cũng ở thời này, đèo Hải Vân từng là trở ngại trong việc giao thương, giao lưu văn hóa giữa hai miền Nam Bắc vì đường đèo trên núi cực kỳ hiểm trở, nguy hiểm khó đi, nhiều thú dữ và kẻ cướp.
Đầu thế kỷ 20, Pháp đã tiến hành xây dựng đường sắt qua đèo Hải Vân vào năm 1902, tới năm 1906 thì thông tuyến, nằm trong hệ thống đường sắt quốc gia khởi công từ năm 1881. Đây thực sự là một kỳ tích bởi địa thế đèo Hải Vân vô cùng hiểm trở.
Trước năm 1975, vì cơ nguy tai nạn giao thông trên con đường hẹp nên việc qua lại trên đèo được điều hành bằng cách đặt 3 trạm kiểm soát: 1 ở Lăng Cô, 1 ở đỉnh đèo, và 1 ở Liên Chiểu, hạn chế xe phải đi thành đoàn cùng lên đèo hoặc cùng xuống đèo để giảm tai nạn xe đâm nhau ngược đường. Xe từ Lăng Cô hay Liên Chiểu phải đợi tụ thành một đoàn rồi bắt đầu trèo đèo cùng một lượt.
Đến đỉnh đèo thì đoàn xe dừng lại ở trạm kiểm soát và rồi xuống đèo cùng một lượt cho đến qua khỏi trạm kiểm soát ở chân đèo. Như vậy suốt đoạn đường đèo chỉ có một chiều xe chạy. Năm 1966 lực lượng công binh Seabee của binh chủng Thủy quân Lục chiến Hoa Kỳ nới rộng đường xa lộ qua đèo thì việc giao thông không phải đợi ở ba trạm kiểm soát kể trên nữa.
Hải Vân là một trong những con đường đèo quan trọng nhất của Việt Nam, với vị trí chiến lược là cửa ngõ giao thương giữa miền Trung và Nam Trung Bộ. Nơi đây từng được Jeremy Clarkson – người dẫn show truyền hình thực tế Top Gear (Anh) nhận xét là một trong những cung đường ven biển đẹp nhất trên thế giới. Hải Vân còn là 4/10 cung đường thu hút du khách check-in nhất trên nền tảng Instagram.