自英国于1826年起在蒸汽机车牵引的铁路上开始修建长770米的泰勒山单线隧道和长2474米的维多利亚双线隧道以来，英、美、法等国相继修建了大量铁路隧道。截至2006年底最长的是瑞士的勒奇山隧道（Loetschberg），总长34公里，1994年开始开凿，2005年4月28日贯通，预计2007年正式通车.中国青藏铁路风火山隧道全长1338米，轨面标高4905米，是现今世界最高的标准轨距铁路隧道（截至2006年底）。在19世纪60年代以前，修建的隧道都用人工凿孔和黑火药爆破方法施工。1861年修建穿越阿尔卑斯山脉的仙尼斯峰铁路隧道时，首次应用风动凿岩机代替人工凿孔。1867年修建美国胡萨克铁路隧道时，开始采用硝化甘油炸药代替黑火药，使隧道施工技术及速度得到进一步发展。

在20世纪初期，欧洲和北美洲一些国家铁路形成铁路网，其中较长的瑞士和意大利间的辛普朗铁路隧道长19.8公里。美国长约12.5公里的新喀斯喀特铁路隧道和加拿大长约 8.1公里的康诺特铁路隧道都采用中央导坑法施工。其施工平均年进度分别为4.1和4.5公里，是当时最高的施工进度。至1950年，世界铁路隧道最多的国家有意大利、日本、法国和美国。日本至20世纪70年代末共建成铁路隧道约3800座，总延长约1850公里，其中5公里以上的长隧道达60座，为世界上铁路长隧道最多的国家。1974年建成的新关门双线隧道，长18675米，为当时世界最长的海底铁路隧道。1981年建成的大清水双线隧道，长22228米，为世界最长的山岭铁路隧道。连接本州和北海道的青函海底隧道，长达53850米，为当今世界最长的海底铁路隧道。

20世纪60年代以来，隧道机械化施工水平有很大提高。全断面液压凿岩台车和其他大型施工机具相继用于隧道施工。喷锚技术的发展和新奥法的应用为隧道工程开辟了新的途径。掘进机的采用彻底改变了隧道开挖的钻爆方式。盾构构造不断完善，已成为松软、含水地层修建隧道最有效的工具。

中国于1887-1889年在台湾省台北至基隆窄轨铁路上修建的狮球岭隧道，是中国的第一座铁路隧道，长261米。此后，又在京汉、中东、正太等铁路修建了一些隧道。京张铁路关沟段最早修建的4座隧道（五桂头，石佛寺,居庸关，八达岭），是用中国自己技术力量修建的第一批铁路隧道，这其中最长的八达岭铁路隧道长为1091米，于1908年建成。中国在1950年以前，仅建成标准轨距铁路隧道238座，总延长89公里。自20世纪50年代以来，隧道修建数量大幅度增加，1950-1984年期间共建成标准轨距铁路隧道4247座，总延长2014.5公里，此外，中国还建有窄轨距铁路隧道191座，总延长23公里。成为世界上铁路隧道最多的国家之一。

中国铁路隧道约有半数以上分布在川、陕、云、贵4省。成昆、襄渝两条铁路干线隧道总延长分别为342及282公里，占线路总长的比率分别为31.6%和34.3%。