Wymagało to ogromnych prac wykopaliskowych, ale uniknięto budowy śluz, czym znacznie skrócono czas potrzebny na przepłynięcie tunelem. Decyzję o budowie podjęto dopiero w 1903 roku.
Prace przygotowawcze rozpoczęły się w 1906 roku a drążenie tunelu w 1910 roku, z wykorzystaniem młotów pneumatycznych i materiałów wybuchowych. Budowa tunelu odbywała się jednocześnie z obu jego końców, wraz z trzema tunelami wentylacyjnymi. W trakcie drążenia tunelu dochodziło wielokrotnie do zalewania korytarza przez warstwy wodonośne. Prace zostały zintensyfikowane w czasie I wojny światowej, kiedy zatrudniano do budowy także niemieckich jeńców wojennych, łącznie pracowało przy jego budowie ponad 3 tysiące ludzi. Wydobyto około 2,3 miliona metrów sześciennych materiału skalnego, który ładowano na barki i zatapiano w Morzu Śródziemnym, zużyto 1300 ton dynamitu oraz 470 tysięcy metrów sześciennych betonu i cegieł. Portale wlotów do tunelu zaprojektował znany architekt .
Drążenie tunelu zakończono w lutym 1916 roku, wypełniono wodą w 1925 roku, a po wielu opóźnieniach otwarto dla żeglugi 25 kwietnia 1927 roku. W otwarciu uczestniczył prezydent Francji Gaston Doumergue, który przepłynął cały tunel motorówką.