เจาะทะลุเขาขุนตานตรง กม.ที่ ๖๘๒ ระหว่างเขตต่อจังหวัดลำพูน และจังหวัดลำปางมีความยาว ๑,๓๖๑.๓๐ เมตร เป็นอุโมงค์รถไฟที่ยาวที่สุดในประเทศ เริ่มสร้างเมื่อปี พ.ศ.๒๔๕๔ ต้นสมัยรัชกาลพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว การก่อสร้างอุโมงค์ขุนตาล อยู่ในความรับผิดชอบของ มร.เอมิล เอเซ็นโฮเฟอร์ วิศวกรชาวเยอรมัน ซึ่งมีความชำนาญในการขุดเจาะอุโมงค์เป็นพิเศษการเจาะอุโมงค์ขุนตาลต้องใช้เทคนิคพิเศษ โดยเจาะอุโมงค์จากทางด้านจังหวัดลำพูน และจังหวัดลำปาง มาบรรจบกันพอดี และต้องขุดให้ได้ระดับพื้นทางปากอุโมงค์ ทางด้านจังหวัดลำพูนสูงกว่าปากอุโมงค์ด้านจังหวัดลำปาง ประมาณ ๗๐ เมตร เพื่อให้มีความลาดเขาน้ำไหลผ่านได้สะดวกไม่เป็นแอ่งน้ำขังกลางอุโมงค์ ใช้เวลาในการขุดเจาะประมาณ ๘ ปี ช่วง ๗ ปีแรก อยู่ในความรับผิดชอบของวิศวกรชาวเยอรมัน และอีกช่วง ๑ ปี หลัง อยู่ในความรับผิดชอบขอทหารช่างไทย การก่อสร้างอุโมงค์ขุนตาน โดยทหารช่างแล้วเสร็จเมื่อวันที่ ๓๑ มีนาคม ๒๔๖๐ ซึ่งแล้วเสร็จก่อนกำหนดที่นายช่างเยอรมันวางไว้ถึง ๙ เดือน งานที่ทำคือ การหล่อโค้งคอนกรีตข้างบน ยาว ๕๓ เมตร การขยายรูเล็กชั้นล่าง ยาว ๓๑๑ เมตร การเปิดหิน และหล่อกำแพงคอนกรีต ข้างๆ ละ ๒,๒๘๖ เมตร การเปิดหิน และหล่อโค้งคอนกรีตข้าล่างยาว ๒๕๐ เมตร การเปิดหิน และหล่อร่องน้ำข้างๆ ยาว ๑,๑๐๔ เมตร การเปิดหิน และหล่อปากช่องอุโมงค์หัวท้าย ๒ แห่ง

                           

               แม้ช่วงเวลาที่อยู่ในความรับผิดชอบของทหารช่างรถไฟไทยจะสั้นเพียงประมาณ ๑ ปี ก็จริง แต่ก็เป็นช่วงที่ยุ่งยากที่สุด และต้องใช้ความพยายามอย่างยิ่งยวด เนื่องจากเป็นช่วงที่อุโมงค์ทั้ง ๒ ข้างต้องมาบรรจบกันให้พอดี หากเกิดการผิดพลาด เช่น แนวการเจาะไม่ตรงกันย่อมจะเกิดปัญหานานับประการติดตามมามากมาย ดังนั้นช่วงสุดท้ายนี้จึงเป็นงานท้าทายความสามารถของทหารช่างรถไฟของไทย ให้ประจักษ์แก่สายตาโลกว่าทหารช่างไม่เคยเป็นรองใคร (ENGINEER SECOND TO NONE)
               จากนั้นทหารช่างได้ทำการวางรางรถไฟจากสถานีขุนตานจนถึงเชียงใหม่ เมื่อก่อสร้างทางรถไฟสายเหนือ และการขุดเจาะถ้ำขุนตาลเสร็จเรียบร้อยแล้ว ได้มีพิธียกตราครุฑพ่าห์ขึ้นติดไว้ที่ปากอุโมงค์ขุนตานเป็นครั้งแรก เมื่อวันที่ ๑ กรกฎาคม พ.ศ.๒๔๖๑