1966年1月至1967年7月，公司采用自行研制的2台Φ5.8m网格挤压盾构，在市区建筑群下建了两条600米长的地铁区间隧道。
1973年，公司在承建金山石化总厂排水隧道工程中成功开发了“用垂直顶升法建造水底取排水口”新工艺，并广泛地用于30余条水底取排水隧道。这项技术成果被评为1991年国家科技进步二等奖。
1974年，公司在国内首次应用沉管法在杭州湾边建造金山石化总厂排水隧道。
1980年，公司承担了上海地铁1号线扩大试验工程，完成了地铁盾构掘进和隧道衬砌结构选型，开发应用了高精度钢筋混凝土管片技术，开发应用了地下连续墙施工技术和深基坑支护技术，这几项技术工艺被广泛用于上海地铁1号线和2号线工程。为开发应用软土隧道施工技术，公司初建时就成立试验站，并于1985年建立隧道施工技术研究所。
1982年至1988年，公司承建上海延安东路隧道北线工程，采用自行研制的Φ11.3m网格水力机械出土盾构掘进圆形主隧道，顺利穿越黄浦江浅复土层和两岸地面地下建筑群。施工中还开发应用了钻吸法沉井法，地下连续墙围护内衬混凝土逆筑工法等多项新技术。该工程获国家金奖和建筑工程鲁班奖，技术成果获国家科技进步二等奖。
1985年以来，公司依靠20余年从事隧道及地下工程的技术优势，积极拓展土木工程施工领域，从地铁和越江隧道工程，逐步扩展到污水排水，电厂取排水隧道，市政管道工程，基坑围护，地基处理工程。1990年以来，公司逐步进入道路，机场，高速公路，高架道路，立交桥，高层建筑，机电设备安装等工程领域。公司施工领域逐渐扩大，施工产值逐年增长，企业利润不断提高。公司多次被评为全国先进施工企业，全国最佳施工企业，中国建筑施工企业百强。
1993年，公司改制为上海隧道工程股份有限公司，并于1994年1月28日在上海证券交易所挂牌上市，成为我国施工企业中首家上市募股的公司。
公司十分重视公司管理和资本经营。公司按专业划分建立和完善路桥公司，地基注浆公司，盾构分公司，槽壁分公司，结构分公司，设备分公司，混凝土搅拌站，混凝土构件分公司等。公司还重点改造机械厂和建筑防水材料厂，机械厂已成为国内盾构掘进机的专业制造厂，制造了50余台直径1.5m~7.65m的盾构。盾构制造技术处于国内领先水平。
1998年，公司受让并控股上海市第一市政工程有限公司，上海市第二市政有限公司，上海公路桥梁工程有限公司，受让上海市隧道工程轨道交通设计院和上海市城市建设设计研究院。公司总股本达3.76亿元。
1999年，公司出资3.96亿元参股上海公路建设总公司拥有的沪嘉高速公路17年经营权，走出资本经营运作的大步子。同年，公司出资4亿元投资宁波常洪隧道，首次采用BOT形式投资重大工程建设。
1999年，公司承建国内最大的沉管隧道——上海市外环隧道工程，先后完成大型干坞工程、8车道大型沉管混凝土管节浇筑施工。
2000年进行的工程施工还有宁波常洪隧道，广州地铁二号线区间隧道，上海地铁明珠线2期，苏州河治理工程，外环线道路和立交工程，外高桥电厂取排水隧道，漳沼高速公路等。公司还积极开拓境外土木工程市场，已完成新加坡地铁东北线10公里区间隧道工程，并中标承建污水排海隧道工程。
2000年以后公司一方面继续加大工程施工的承接量，同时开始采取多方向发展趋势，国内大量的地下工程项目份额使公司规模日益扩大，公司在施工领域的技术优势越发明显，完成了“4号线修复”“长江隧道”等世界级工程。同时，在投资上的规模也逐步扩大，先后投资了“大连路隧道”“A30郊环线”“钱塘江隧道”“常州城市高速路”等一系列项目。
并在2005年成功研发了国家863计划中完全自主知识产权的6.34m土压平衡盾构机“先行号”，并在07年研发了11.22m泥水平衡盾构机“进越号”。盾构机不但在国内取得了优异的销售业绩，并成功走向了国际市场。隧道股份的“先行”意识决定了隧道股份在21世纪初成为了复合型的大型集团公司及技术优势集成公司。“以技夺优”不只是口号，而是行动。
