Al vanaf de eerste editie werd bij de NN Zevenheuvelenloop nagedacht over het tegengaan van verspilling en het vervoer naar het evenement.
Een van de meest opvallende maatregelen uit de beginjaren van de NN Zevenheuvelenloop is dat de start van het evenement in 1992 werd verplaatst van het universitair sportcentrum in het zuiden van Nijmegen naar de Groesbeekseweg. Hierdoor was de start van de loop beter bereikbaar met het openbaar vervoer, waardoor er minder mensen met de auto kwamen en de stad bereikbaar werd gehouden. Bovendien zorgt vervoer voor het grootste deel van de uitstoot rondom een hardloopevenement.
In 2012 kwam daarom de eigen vervoersbijdrage voor deelnemers aan het evenement die van buiten de regio met de auto naar Nijmegen reisden. Zij betaalden 5 euro extra naast het inschrijfgeld als 'milieutoeslag'. Met de eigen vervoersbijdrage werden duurzame projecten uitgevoerd, zoals het leggen van zonnepanelen op Nijmeegse basisscholen, het aanleggen van een boomgaard en het in samenwerking met Natuurmonumenten aanleggen van hardlooproutes.
Bij de 25e editie is de ambitie uitgesproken om het meest duurzame hardloopevenement van Nederland te zijn. Een ambitie die in 2025 nog altijd overeind staat. In 2019 werd de NN Zevenheuvelenloop bekroond met de European Race of the Year award van de Europese Atletiekbond, onder andere voor de inspanningen op gebied van duurzaamheid.