“八五”期间，大坂山隧道建设被国家交通部列入公路建设重点项目。1993年2月，由陕西公路勘察设计院进行勘测设计， 并首次向国内公开招标，由中标的铁道部第十六工程局第一 工程处承担施工。
1995年8月18日大坂山隧道正式开工。总投资1.56亿元，其中交通部拨款70%，青海省交通厅自筹30%。按三级公路标准施工，隧道净宽8.5米（其中行车道宽7米），净高4.5米，隧道长1530米，引线长2852米（包括7×30米大桥一座），设计行车速度45km/h，为避免大坂山垭口长年雪害而修建，全隧道由1530m正洞和其下平行设置的1865m防寒泄水洞组成，并在正洞进出口设置300m防雪棚。大坂山隧道 进口路面中心标高3792.75米，是海拔高度居亚洲第一，世界第二的道路隧道。
施工中第一次应用国际通用的F1D1C管理模式，并采用了防洪泄水洞、排水板、土工布、保温层、防风保温门等多项先进防冻、胀措施。
隧道正洞为C25单心圆混凝土衬砌，喷混凝土支护，支护与衬砌间设置由排水板、无纺土工布、防水板组成的复合防水层，并通过竖向泄水钻孔和纵向盲沟与防寒泄水羽相通。衬砌表面设置由PU干法硅酸铝纤维板和玻璃钢组成的复合保温层。无压防排水和主动与被动相结合的结构保温。
隧道位于多年冻土与季节冻土的衔接带上，地处祁吕贺山字形两翼褶皱带与秦昆东西向构造带之复合部位，地质构造异常发育，组合形成复杂，三大断层横贯其中，多处涌水。因此施工中制定了以遥感技术解释区域地质构造，以综合物探方法勘察断裂构造、岩性特征和水文地质特征，以钻孔方法揭示验证关键部位地质特征，建立合适的气象观测站，收集隧道进出口气象资料，采用探井了解冻土分布及冻隔特征，用深孔地温观测，了解地温变化规律，开展专题研究，解决冻土预报、风吹雪雪害和防治方案。
经过三年零三个月的艰苦施工，于1998年11月28日胜利贯通。该隧道建成，可避开大坂山顶积雪严重地段，缩短里程5.2公里，使宁张公路四季畅通。
该隧道获2002年交通部优秀设计奖、2001年铁道部优质工程一等奖、2002年国家优质工程银奖。
