Los túneles ferroviarios son casi tan antiguos como el propio ferrocarril. El más antiguo data de 1826, entre las ciudades de Liverpool y Manchester. Posteriormente, el desarrollo del ferrocarril a finales de la década de 1880 generó un enorme desarrollo de este tipo de túneles.
En los últimos años, el desarrollo de las líneas de tren de alta velocidad se ha popularizado en todo el mundo y ha servido de acicate para construir una gran cantidad de túneles nuevos, especialmente largos y profundos en las regiones montañosas, donde es necesario construir túneles de base para que el trazado tenga pendientes mínimas a la altura de los valles.
Los túneles más conocidos son los dos túneles de base suizos que atraviesan los Alpes de norte a sur: el túnel de Lötschberg (34 km), que ya ha entrado en funcionamiento, y el túnel de base San Gotardo (57 km) que, cuando se termine, será el más largo del mundo.
También está prevista la construcción de otros dos largos túneles en los Alpes, uno entre Austria e Italia, el Brenner, y otro entre Francia e Italia, el Mont Ambin, en la línea de ferrocarril de Lyon a Turín.
Otros proyectos que, de momento, están en fase de estudio son un nuevo túnel de base ferroviario entre España y Francia a través de los Pirineos y un posible túnel entre Europa y África a través del estrecho de Gibraltar.