記録上シュメールは紀元前2900年をさかのぼることはない。しかしシュメールの文明は紀元前4500年から4000年の間に興ったと考えられている。紀元前3000年紀、最初期のシュメール文学にはアヌ、エンリル、ニンフルサグ、エンキの4柱の神々が登場する。この神々はときにお互いにちょっかいを出し合ってはいるが、協力して創造を行った。たくさんのシュメール神々のリストがいくつか見つかっている。神々の序列やそれぞれの関係は楔形文字の粘土板の解読の中で調べられている。
シュメールではもともと擬人観を通した多神教が信仰されていた。かれらは宇宙や地上の自然の力に神々を見ていた。その神々は紀元前3千年紀の間に人間中心主義的な側面を持つようになり、自然の神々はそれぞれの都市の神となった。エンキやイナンナのような神々はその地位、力、知識を、天の神アンや最高神エンリルから授かったという見方が定着した。この世界観のシフトは近隣のアッカド帝国の宗教や、シュメールの都市国家間で頻発するようになった軍事的争いによるものだと考えられている。神々に授けられた権力を、都市国家や神官から権力を与えられたルガル（王）と重ねていると見ることができる。
原初のアンとキがエンリルを生み出し、エンリルは後にシュメールのパンテオンのリーダーとなった。大気の女神ニンリルを妻にしようと彼女を犯したエンリルは、他の神々に咎められディルムンから追放された。ニンリルは月の神ナンナを設けた。ナンナはニンガル（Ningal）との間に戦争と豊穣の神イナンナ、そして太陽の神ウトゥ（Utu）を儲けた。増えた神々が食料を得るために、低位の神々は農作業などに追われるようになった。この為、知恵の神であるエンキが神々にかわり労働する人間を作り出す方法を考え出した。これにより母神であるナンムが粘土から人間を創造し、その手伝いはニンマフが行った 。のちに神々は「大洪水」を起こし人間を滅ぼすが、エンキは王で信仰深い神官であったジウスドゥラへと洪水が起きるという神託を下していたため、ジウスドゥラは大船を用意し、家族や動物の種をのせ生き残った。七日七晩の洪水の後、船から出たジウスドゥラが神々へ牡牛と羊を捧げると、神々はジウスドゥラに永遠の命を与え、東方のディルムンへと住まわせた 。
シュメール人は世界を閉じたドーム状で、その外には原初の海が広がっていると考えていた。ドームの基礎をなす地表の下には地下世界とアプスーと呼ばれる淡水の海が広がっていると考えていた。ドーム状の空を司る神はアン（An）、地上の神はキと呼ばれた。原初の海はナンムと呼ばれ、シュメール・ルネサンス（ウル第三王朝）の中でティアマトと呼ばれるようになった。
ウル第三王朝時代、シュメールの都市国家ラガシュは62名のラメンテーション・プリースト（ラメント行う神官）を雇っており、それぞれには合唱団と楽団があわせて180名ついていたといわれている。
ルガル、すなわち王の登場まで、シュメールの都市国家はエン（神官）の組織による事実上の神権政治が行われていた。神官たちは都市国家の文化、宗教の維持を担っていた。彼らは人と自然の力とを繋ぐ媒介者と考えられていた。神官は寺院に住まい、都市の存亡を左右する大規模な灌漑事業を含む都市国家の諸問題に取り組み、統治を行った。
工事に使用する資材は、一部は現場付近で調達できるものがあったが、爆薬・セメント・鋼材・石炭などは遠隔地から輸送しなければならず、峻険な山を越えるか急流を遡っての輸送は大変な困難が伴った。資材輸送の遅延により工事の進行に支障をきたすことも多く、また輸送費も多額のものとなった。東口へは2通りの輸送路があり、八王子から小仏峠を越えて17里（約66.8 km）の距離を輸送するもの、もう1つは東海道本線御殿場駅から篭坂峠を越えて17里の距離を輸送するものであった。いずれも雨の降った後は泥濘と化す道で困難が多く、発送から現地への到着まで1か月を要するほどであった。1902年（明治35年）になり工事列車の運転区間が伸びてくるとそれに頼るようになったが、これによる輸送は結局一部のみであった。西口へは東海道本線岩淵駅（現在の富士川駅）から富士川を遡り鰍沢に揚陸し、甲府・勝沼を経て輸送した。鶴瀬村（甲州市大和町鶴瀬）から先は車馬の通れる道が無く、工事を行って1マイル27チェーン（約2,140 m）の馬力牽引の資材運搬線路を敷設した。こちらもやはり発送から1か月ほどかかる道のりであった。トンネルの覆工に用いた煉瓦は、基本的に現地で調達された。必要とされる量が多く重いため遠距離の輸送は高くつくからである。東口では黒野田と初狩に製造所を置いたが良質の粘土が手に入らないため深谷産（日本煉瓦製造）のものに比べて品質は劣った。後に工事列車が猿橋駅まで運転できるようになると深谷産のものも一部使用されたが、その割合は少なかった。西口については駒飼・小佐手での製造の他山梨煉瓦製造製のものを使用し、これは東口よりは品質がよかったが深谷産のものほどではなかった。石材と砂は坑口の近くで採集することができ輸送の必要が無かった。支保工やセントル材（覆工を施工する際の型枠）に使用する木材は主に松が用いられ、東口では初狩村や広里村から調達された。西口では近くに適当な松林がなく、北巨摩郡方面もしくは東口側から笹子峠を越えて輸送したため費用が高くついた。この他、現地に設置した蒸気機関の運転の燃料には付近の森林から調達した薪を用いていた。石炭も使用され、火力が強く利便性がよいという長所があったものの、長距離輸送に伴う高価格のため、経済的には薪の方が良好であった。