Der er mange gode argumenter imod en Kattegatforbindelse:

En fast Kattegatforbindelse vil bestå af 100 km. nyanlagt højhastighedsjernbane uden godstransport, 77 km. nyanlagt motorvej samt 2 nye broer på i alt 40 km med kombineret motorvej og jernbane.

Løser ikke trængselsproblemer
En Kattegatforbindelse vil medføre flere nye bilture – ifølge Sund & Bælt cirka 17.000 flere biler i døgnet. Forbindelsen vil medføre øget trængsel i Østjylland og i København, som allerede har store trængselsudfordringer.

Gennemskærer og forandrer landskaber og naturområder
Motorvej og højhastighedsjernbane vil gennemskære landskaber og skabe fysiske barrierer for dyr og mennesker. Visuelt vil broer og motorvejsanlæg forandre store områder til havs og til lands.

Påvirkning af biodiversitet
Linjeføringen til Kattegatforbindelsen løber igennem flere Natura 2000-områder og fredsskove samt strand- og engområder. Danmarks biodiversitet er under pres, og i den nyligt vedtagne Grønne Trepart har man vedtaget, at Danmark skal have flere sammenhængende områder med uberørt natur og skov. Anlæg af en Kattegatforbindelse vil med kæmpestore arealer med asfalt og beton direkte modarbejde formålet med den Grønne Trepart.

Vedvarende sundhedsskadelig trafikstøj
En Kattegatforbindelse vil medføre et stort bælte af trafikstøj fra Midtsjælland over Samsø og gennem Odder og Aarhus kommuner – områder som i dag ikke har motorvejsstøj.
Forskning viser, at vedvarende påvirkning fra trafikstøj over 55 dB øger risikoen for udvikling af demens, Alzheimers, blodprop i hjertet og diabetes. Senest har man også påvist sammenhæng mellem vedvarende påvirkning fra trafikstøj og nedsat fertilitet.

Trafikstøj ved boliger og i naturområder
Ud over de sundhedsmæssige aspekter af vedvarende trafikstøj, så medfører udsættelse for vedvarende trafikstøj også tab af livsglæde. Man vil i store områder langs linjeføringen ikke længere kunne opholde sig i haven, ved stranden eller i skoven uden at opleve en konstant baggrundsstøj fra motorvejen. Man kan sammenligne det med, at de berørte borgere konstant bliver udsat for passiv rygning.

Klimabelastning
Ifølge forundersøgelsen fra 2022 vil anlægget af Kattegatforbindelsen medføre en udledning af 3.000.000 tons CO2. Nye beregninger af andre motorvejsanlæg har dog vist en langt større CO2-udledning end først antaget. CO2-udledningen ved opførelsen kan aldrig indhentes af besparelser ved den kortere vejstrækning over en Kattegatforbindelse sammenlignet med at køre over Storebæltsbroen. Med fossile biler ville det give mindre CO2-udledning at køre en kortere rute, men til den tid, hvor en Kattegatforbindelse vil kunne stå færdig, vil størstedelen af bilerne køre på el.

Usikker økonomi
Prisen på Kattegatforbindelsen er gået fra estimater på 137 mia. kr. til senest 110 mia. kr. i forundersøgelsen fra 2022. Der vil være et behov for minimum 20 mia. kr. i tilskud fra indtægter fra Storebæltsbroen for at få estimatet på 110 mia. kr. til at hænge sammen.
Det kan undre, hvordan Kattegatforbindelsen er blevet billigere over tid, når nu andre projekter er blevet dyrere. Prisen på 110 mia. kr. er fra før inflation, krig i Ukraine og store prisstigning på materialer, så af den grund bør prisen genberegnes. Det er sandsynligt, at prisen for Kattegatforbindelsen i dag nærmer sig 200 mia. kr.
Vejdirektoratet beregner samfundsnytten af en Kattegatforbindelse med en regnemodel, hvor sparet tid sættes til en værdi, uanset om man kører i forbindelse med arbejde eller fritid, og uanset om man er voksen eller barn. Derimod er ulemperne ved projektet f.eks. ødelagte naturområder, øget CO2-udledning, menneskelige konsekvenser af trafikstøj og øget trængsel ved øget privatbilisme ikke værdiansat i modellen. I Landstrafikmodellen spiller antal biler en stor rolle for projektets samfundsnytte – jo flere biler i Danmark, desto bedre økonomi for Kattegatforbindelsen.

Blokering af saltvandsgennemstrømning til Østersøen
Hvis der bygges havneområder som Lynetteholm eller broer og sænketunneller i Øresund, Storebælt og Lillebælt, så påvirker det vandgennemstrømningen og dermed saltbalancen i hele Østersøen. Det kan få alvorlige konsekvenser for dyrelivet i og ved havet. Da Storebæltsbroen og Øresundsforbindelsen blev bygget, lavede man kompensationsudgravninger i havbunden, så de spærringer, som bropiller og tunneller lavede, blev kompenseret med mere vandgennemstrømning andre steder (en såkaldt 0-løsning).
I forundersøgelsen til Kattegatforbindelsen fremgår det, at der ikke er afsat penge til kompensationsudgravninger. En Kattegatforbindelse som bro- og/eller sænketunnelløsning vil derfor få store konsekvenser for vandgennemstrømningen og saltbalancen i Østersøen, og år for år vil den akkumulerede effekt blive værre og værre.

Sårbarhed hvis færgeforbindelser nedlægges
De hyppigst anvendte argumenter for en Kattegatforbindelse er, at den vil give forsyningssikkerhed på tværs af Danmark og binde landet bedre sammen. Men er det nu også rigtigt? Hvis der bygges en Kattegatforbindelse, vil det medføre nedlukning af færgeruter fra Jylland til Sjælland, og man vil derfor miste den fleksibilitet og sikkerhed, som mobile færger giver, hvis begge broer beskadiges eller lukkes på grund af storm.

Forbrug af arbejdskraft ved opførelsen
Ofte argumenteres der for, at mega-projekter som en Kattegatforbindelse sikrer danske arbejdspladser. Men opførelsen af konkrete projekter som Storstrømsbroen og Femernforbindelsen viser, at langt hovedparten af de beskæftigede er udenlandsk arbejdskraft, som kun bor i Danmark midlertidigt.
Desuden må man formode, at den grønne omstilling samt udbygning af el-nettet må kræve en del arbejdskraft indenfor ingeniør- og anlægsområdet, så det giver absolut mening at prioritere arbejdskraft til det, Danmark har mest brug for.

Arbejdskraftens mobilitet i fremtiden
Tendensen er, at folk ikke ønsker at bruge lang tid på at pendle mellem bolig og arbejde. Dette er underbygget af undersøgelse fra Dansk Erhverv 2023. Derfor vil det være meget få personer, der vil benytte en Kattegatforbindelse til dagligt at pendle mellem Jylland og Sjælland – det tager stadig for lang tid.

Giver ikke et Danmark i balance
Politikerne, som ønsker en fast Kattegatforbindelse, bruger ofte argumentet, at den binder Danmark sammen. Men det bliver bestemt ikke hele Danmark, der får glæde af en Kattegatforbindelse. De store investeringer vil primært tilgodese Østjylland og København – områder som allerede har erhvervs- og befolkningstilvækst. Til gengæld vil yderområderne i Jylland og på Fyn blive koblet af udviklingen. Det giver et endnu skævere Danmark, hvor Aarhus og København bliver vinderne. Det giver ikke et Danmark i balance.