上の原工区は本坑2,250メートルとそこに取り付く横坑583.6メートルからなり、飛島建設に対して発注された。1972年（昭和47年）11月から横坑に着手したが、多量の湧水に苦しみ、坑口から263メートルの地点では破砕帯に遭遇して、ここを突破するのに1か月を要した。1973年（昭和48年）7月に本坑に到達した。本坑では底設導坑先進工法（最初にトンネル底面に先進導坑を掘削し、その後全断面に切り広げる工法）で施工を進めた。大宮側は途中から砂礫層となり、破砕帯に遭遇して異常出水に見舞われたこともあり、途中でサイロット工法に切り替えた。新潟側でも途中で破砕帯に遭遇して多量の湧水に見舞われ、これは地表に渇水被害をもたらした。新潟側は底設導坑が1974年（昭和49年）8月末に工区境界に達し、上半への切り広げは1975年（昭和50年）2月末に完了し、アーチコンクリートの巻き立ても3月に完了した。大宮側は側面導坑の掘削が1975年（昭和50年）10月から12月にかけて工区境界に達し、上半掘削とアーチコンクリートの巻き立ては1976年（昭和51年）6月に完了した。インバート、通路コンクリートおよび路盤鉄筋コンクリートまで完了したのは1977年（昭和52年）2月である。
塩沢南工区は、トンネル掘削455メートルとトンネル入口に付随するスノーシェッド区間からなっており、三井建設に対して発注された。1973年（昭和48年）11月に着工した。トンネル入口にある足柄沢からサイロット工法（トンネル側部に導坑を先進させる工法）で建設を進め、1974年（昭和49年）中には全区間を掘り終え、1975年（昭和50年）10月に底面のインバートコンクリート打設が完了して、以降上の原工区からの掘削が到達するまで貫通点となる工区境に鏡止めを行っていた。地質は主に砂礫層で、特に問題となることはなく順調に施工された。通路コンクリートや路盤鉄筋コンクリートの打設まで完了して竣工するのは1977年（昭和52年）9月である。
1971年（昭和46年）に当初の工事実施計画が認可された時点では、上越新幹線の完成は1976年度（昭和51年度）と設定されていた。約5年の工期は、東海道新幹線や山陽新幹線の実績を考えれば、それほど無謀な設定ではなかった。しかし建設中の1973年（昭和48年）には第一次オイルショックに見舞われ、建設予算の削減や新規発注の凍結が行われ、工事の遅れに直結した。こうしたことから、1977年（昭和52年）3月24日の工事実施計画変更申請、同3月30日認可により、完成予定は1980年度（昭和55年度）へと延期となった。この頃、塩沢トンネルは君帰工区が1978年（昭和53年）3月に竣工したことを最後に完成を迎えていた。しかし中山トンネルの出水事故などに見舞われて上越新幹線全体の工期はさらに遅延することになり、1980年（昭和55年）12月24日には1982年（昭和57年）春に東北・上越新幹線を同時開業させる方針が発表された。ところが中山トンネルで2回目の出水事故が発生して、最終的に東北新幹線との同時開業の断念に追い込まれた。結局上越新幹線は1982年（昭和57年）11月15日の開業と決定した。
塩沢トンネルが所在する魚沼丘陵は信濃川と魚野川に挟まれており、地質的には主に魚沼層群から形成されている。地層が西側に傾斜していることから、ケスタ状の地形となっている。トンネル出口側の約900メートルは扇状地となっている。トンネルが通過する付近の地質は年代的に若く、新第三紀鮮新世の西山砂礫層、西山泥岩層、魚沼砂礫層、第四紀洪積世の矢代田砂礫層、桝形山安山岩などから構成されている。砂礫層は固結度が低く少量の湧水でも崩壊を起こし、粘土は水分を吸収すると膨張性土圧を発生させる。桝形山安山岩は堅硬であるものの、節理が発達し多量の地下水を含有していた。矢代田層は主に北・寺尾工区に、魚沼層の砂礫は君帰工区に、粘土を多く含む西山泥岩層は主に君帰工区と庄の又工区に分布した。同じ上越新幹線のトンネル工事中、大清水トンネルは有数の堅岩を掘削する代表的な工事となった一方で、この塩沢トンネルは固結度の低い砂礫層や泥岩層などを掘削する、軟岩トンネルの代表ともいえる工事となった。さらに掘削中には原油や可燃性ガスの発生があり、まれに見る悪条件と戦いながら施工されることになった。
254年に天子の斉王曹芳が、張皇后の父である張緝や李豊らに勅命を下し、司馬師を排斥して夏侯玄を執政にしようとした。それを察知した司馬師は、密かに李豊を邸へ招いた。事破れたるを悟った李豊は口を極めて司馬師を罵り、激怒した司馬師は配下の壮士に命じて、刀環で李豊の腰を強打させて殺した。ついで張緝や夏侯玄らを捕らえて三族皆殺しにした上、張皇后も皇太后の命令として死を賜った。流石に皇帝を害することはできなかったが、これ以上の難事が増えることを嫌った司馬師は、皇帝の廃位を考えた。嘉平5年九月、皇太后の命令として「皇帝、春秋已に長し……耽じて内寵を淫し、女徳を沈嫚し、日に倡優を近づけ、其の醜虐を縦にし……人倫の叙を毀ち、男女の節を乱す……」との理由で曹芳を廃した（この令の内容が、どこまで真実かは不詳。ただし阮籍の「詠懐詩」に、斉王芳の荒淫を諷したと見られる詩があることなどから、斉王の荒淫はある程度事実だったと見る向きもある）。曹芳は皇帝としての諡を得られなくなり、史書には斉王と記されることになる。廃された斉王の後として、司馬師は彭城王曹據を挙げたが、郭太后は宗廟における昭穆の序列に合わないとして退け（曹據は曹操の子であり、曹芳やその父明帝よりも世代が上になる）、明帝の後を受継ぐ者が望ましいとし、東海王霖（明帝の異母弟）の子である高貴郷公髦を挙げた。司馬師は郭太后と争ったが彼女は譲らず、後継は高貴郷公に決まった。