武陵山隧道位于永定区和慈利县交界处，全长9公里，是黔张常铁路全线最长隧道、Ⅰ级高风险隧道和重点控制性工程。该隧道穿越世界最复杂的喀斯特地貌和武陵山景区，暗河复杂多变，岩溶强烈发育，安全风险高，环保要求严，交通不便。施工单位中国中铁隧道局集团有限公司始终落实国铁集团、黔张常（怀邵衡）铁路有限责任公司要求，狠抓标准化管理，加大科技创新力度，推行机械化配套施工，实现了工程安全优质快速推进。

武陵山隧道是黔张常铁路全线最大的控制性工程，全长9044.10米，由中铁隧道集团三处有限公司承建。2014年12月16日，武陵山隧道破土动工。