一条笔架山隧道于1906年开始建造，至1910年启用，全长2.4公里，阔5.2米，属于单轨双程行车。而隧道的开凿工程，在当时是全亚洲最庞大的工程之一，亦是当时香港最长的隧道，建筑期间有超过50名工人死于隧道内。当时用以协助施工的窄轨蒸汽机车随后被调往沙头角支线行走。至1970年代，为配合九广铁路—英段的电气化及现代化，九广铁路局开始进行双轨双程铺设工程，以纾缓客流量的急速增长，并提升列车速度。当局在旧隧道的西面建造一条单管双轨双程行车的新隧道，高度及阔度分别为7米及10米（与1978年通车的狮子山隧道北