Die Geschichte der Untertagbauwerke liest sich als fortwährende, vor allem auf technischem Gebiet geführte intensive Auseinandersetzung der menschlichen Innovationskraft mit der Natur. Besonders in seiner Anfangszeit forderte der Tunnelbau zahlreiche Opfer unter den Arbeitern.
Als erster Verkehrstunnel der Schweiz (Verkehr) gilt neben der aus römischer Zeit stammenden, 5 m langen Pierre Pertuis das Urnerloch (1707-1708). Die Leute von Ursern durchstiessen einen Felskopf mit einem 64 m langen Stollen, der 2 m breit und 2,5 m hoch war. Pietro Morettini aus Cerentino liess den Granit mit Schwarzpulver sprengen. Zwei Männer starben bei den Bauarbeiten. Der erste Eisenbahntunnel (Eisenbahnen) war der 90 m lange Schlossbergtunnel bei Baden (1846-1847), der für die Spanischbrötli-Bahn auf die gleiche Weise wie das Urnerloch gebaut wurde.
In der ersten Tunnelbauära, die von ca. 1850 bis 1920 dauerte, entstand mit dem Schweizer Eisenbahnnetz eine grosse Anzahl von Tunnels. Bei den von Hand ausgeführten Arbeiten kam es immer wieder zu Unfällen. Als in einem hölzernen Zwischenschacht des knapp 2,5 km langen Hauensteintunnels 1857 Feuer ausbrach, starben 64 Menschen. Ab der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde die Arbeit durch Maschinen erleichtert und beschleunigt. Jean-Daniel Colladon entwickelte 1857 eine Bohrmaschine mit Druckluftantrieb, die von Germain Sommeiller für den Bau des 12 km langen Mont-Cenis-Tunnels (1857-1871) verwendet wurde. Für den rund 15 km langen Gotthardtunnel (1872-1882), für den Colladon die Bohrmaschinen und die zugehörigen Kompressoren lieferte, wurde erstmals Dynamit verwendet, das die Urner Sprengstofffabrik Isleten herstellte. Weil das Verfahren mit Dynamit weniger Sprenglöcher erforderte als dasjenige mit dem schwächeren Schwarzpulver, konnten die Bauarbeiten beschleunigt werden; gleichzeitig bewirkte das Verfahren jedoch das gehäufte Auftreten von sogenannte Mineurkrankheiten wie Bleichsucht und Silikose.
Beim Simplondurchstich (1898-1905, 19,8 km), der von der Schweizer Presse enthusiastisch aufgenommen wurde, erschwerten brüchiger Fels und Bergwasser die Arbeiten (Geologie). Die Temperatur von Fels und Wasser stieg auf über 50°C. Zur Kühlung wurden in geringem Abstand zwei einspurige Tunnel mit regelmässigen Verbindungen angelegt, was eine Ventilation ermöglichte, und in isolierten Leitungen Wasser herangeführt und versprüht. Beim Bau des 14,5 km langen Lötschbergtunnels (1906-1913) wurden wegen ungenügender geologischer Abklärung 25 Männer und zwei Pferde von einer Kiesmasse verschüttet. Nach dem Ersten Weltkrieg verlagerte sich der Untertagbau auf die Wasserkraftanlagen, namentlich auf die Speicherwerke in den Alpen, welche für Zuleitungen und Druckschächte Hunderte von Kilometern an Stollenbauten benötigten. Diese wiesen meist ein Kreisprofil und engere Krümmungen als die Verkehrstunnels auf.
Nach dem Zweiten Weltkrieg setzte eine zweite Tunnelbauära ein, die hauptsächlich den Strassenbau betraf (Strassen), aber auch der Bahn weitere 70 km Tunnel bescherte, so den Käferbergtunnel sowie im Rahmen der Neuen Alpentransversalen Neat den Lötschberg- und den Gotthardtunnel. Die längeren, zweispurigen Strassentunnel wurden für die Lüftungsanlagen mit grossen Querschnitten von 80 bis zu 125 m2 gebaut. Anfänglich sprengte man diese Tunnel in herkömmlicher Weise, doch allmählich durchbohrte man die Erd- und Felsmassen mit mächtigen Maschinen. Die ersten Tunnelfräsen vermochten nur schwächeres Gestein zu zerstören, ihre Nachfolgerinnen zermalmen aber seit den 1970er Jahren auch harten Granit. So wurde der 16,3 km lange Gotthard-Strassentunnel (1963-1980) noch gesprengt, der Seelisbergtunnel (1971-1980, 9,3 km) hingegen teilweise gefräst. Die neueren, durch Fels führenden Strassentunnel wie zum Beispiel der Bözberg (1990-1996, 3,7 km) wurden gänzlich gefräst.
Für den Bau durch losen, nassen Grund wendet man zu Beginn des 21. Jahrhunderts das Gefrierverfahren an. Rund um die künftige Röhre werden Bohrlöcher mit einer Kühlflüssigkeit weit unter dem Gefrierpunkt gefüllt, bis der Boden gefroren und damit tragfähig ist. In dessen Schutz kann das Tunnelprofil ausgegraben und die Tunnelauskleidung betoniert werden. Nach diesem Verfahren wurde zum Beispiel die 350 m lange Moränenstrecke am Südende des 1,8 km langen Milchbucktunnels (1975-1985) ausgeführt, der knapp unter der Stadt Zürich verläuft. Um die Jahrtausendwende entbrannte aufgrund mehrerer schwerer Unfälle in Strassentunnels (Mont-Blanc, Gotthard) eine Sicherheitsdebatte.