车辆火灾是隧道火灾的主要因素，据统计，公路隧道的火灾频率为10-17次/亿车/公里，平均频率为13.5次/亿车/公里。引起汽车火灾的原因是电气线路短路起火，汽化器起火，载重汽车气动系统起火，汽车油箱着火等。如1964年日本关门隧道火灾就是因汽车电气线路故障引起的。
货车上货物引起火灾，隧道内有各种车辆通过，它们所载的货物有的是可燃的或是易燃的，甚至装载有爆炸品及其他特别危险物品，1977年日本都天良野隧道火灾，就是由于货物遇火种引燃造成的;1996年11月18日21时45分，英法海隧道一列火车起火，这是英法海底隧道贯通以来所发生的最严重的事故，大火发生后，消防队员全力扑救。火灾持续6小时之久，致使欧洲隧道公司不得不关闭这段5公里长的隧道，此次火灾造成34人受伤，其中重伤2人。经调查证实，列车上装载有大量的聚苯乙烯等易燃化工产品，加剧了火势的迅速蔓延。
车辆互相撞击起火。由于受狭小空间的限制，隧道内道路比较狭窄，能见度较差，情况复杂，容易发生车辆相撞事故。如1971年3月，法国一列货物列车为一列油罐车在进入克洛次隧道北口附近时相撞，油罐列车爆炸起火，货物列车司机和副司机当场死亡，部分隧道倒塌，经整修96天才通车，造成严重的人员伤亡和重大的经济损失。铁路轨道故障，货物列车颠覆引起火灾。隧道自身的原因如电器线路，隧道检修等也可导致隧道的火灾。
