始建于1897年的中东铁路原称东清铁路，意为“大清东部铁路”。辛亥革命后改称“中东铁路”，意为“中国东部铁路”。它是横跨欧亚大陆的第一条铁路，也是我国第一条与国际接轨的铁路。在这条横跨东北三省的“丁”型铁路线的西部线上，有一条当时最长的铁路隧道——大兴安岭铁路隧道，《海拉尔铁路分局志》曾详细记述了这条隧道的修筑过程。
大兴安岭隧道是中东铁路较大的建筑工程之一，位于滨洲线516公里262米，海拔972．6米（俄制456沙绳），线路标高920～960米之间，隧长3077．2米，隧宽8米，隧高7米。隧道内铺设双线，单线行车。兴安岭西坡缓斜度较小，设兴安岭站。东坡倾斜度大，山岩陡峭，由隧道东口至雅鲁河谷，填筑提高路堤，以迂回山麓，绕行2公里多螺旋形展线，通过展线进入隧道口前的线路坡度为15‰。
1897年沙俄工程师普罗新斯基第一次勘测线路时，曾提出修筑隧道穿越兴安岭的设想。1899年，中东路西线筑路工程开始后，担当兴安岭隧道及螺旋展线工程的第四施工区主任鲍恰洛夫工程师又作了一次实地勘测，决定修筑兴安岭隧道。1900年初开工，东西两口同时开凿。1903年秋，日俄两国关系进一步紧张，沙俄出于军事上的目的，对隧道工程昼夜突击，加速工程进度。1904年，沙俄出于对日本作战的需要，在隧道内部整修尚未全部竣工的情况下，于2月10日强行通过了第一列军用列车。当内修工程全部结束后，中东铁路工程局于2月17日将兴安岭隧道正式移交中东铁路管理局接管使用。5月27日起各种列车通过隧道运行。
该隧道修建的劳动力、工程技术人员为俄人，苦力多雇佣中国人。其中“砌石”为最重要、最大量的施工工程。当时俄国国内石匠缺乏，就地雇佣又很困难，故从意大利招募500名技术比较熟练的石匠，由沙俄工程师加彼伦督导施工。一年后，因劳动条件低劣，生活环境艰苦，意大利石匠相继弃工返回本国，最后只剩150名。
除此隧道外，还修筑了一条新南沟隧道。修筑当时称之为“兴安岭石头瓮道”，是穿越兴安岭线路的组成部分，为螺旋展线绕山行进的必然建筑，长71．1米。中东铁路哈满线由西向东过博克图后，进入大兴安岭腹地，群山叠嶂，峰岭相依，为使铁路穿山绕岭，修筑了绕山而行的螺旋展线，盘山绕行2公里后从东口进入兴安岭隧道。因螺旋展线的起点与隧道东口的线路标高相距悬殊，故在展线绕行中于554公里020米处与经过的线路形成上下交叉，以使线路在此穿过而抵兴安岭隧道东口，故在修建螺旋展线和兴安岭隧道的同时凿筑了此隧道。
大兴安岭隧道在历史上曾两次险些被炸毁。
一次是1932年11月苏炳文海满抗战时，为防止日军乘火车越过大兴安岭，抗日军民欲炸毁隧道，后经苏联东省铁路局阻止，没有炸成。
第二次是在1945年8月苏军出兵东北时，日军为阻止苏军进攻，在隧道内埋有1500多颗地雷，后被苏军排除。
大兴安岭隧道至今仍是 唯一连接大兴安岭东西的铁路动脉！
