Päijännetunnelin rakennustyö aloitettiin louhinnalla 16.11.1973. Virallinen alkupamaus laukaistiin Asikkalan Pyssymäessä kuukautta myöhemmin, Helsingin kaupunginvaltuuston puheenjohtajan Pentti Poukan johdolla.
Rakennustyöt jaettiin kolmeen jaksoon (I, II ja III) ja 13 eri kokonaisurakkaan, jotka kilpailutettiin. Urakkasopimuksissa oli kotimaisuusehtoja niin kaluston kuin työvoiman osalta.
I rakennusjakso
Ensimmäinen rakennusjakso kesti vuoden 1973 lopusta vuoden 1976 loppuun. Se käsitti tunneliosuuksia 35,3 kilometriä ja ajokuiluosuuksia 3,3 kilometriä.
Louhintatyö alkoi ajokuilujen rakentamisella. Jotta tunneli voitiin rakentaa, tarvittiin viiden kilometrin välein ajokuiluja louheen kuljettamiseksi maan pinnalle. Niiden valmistuttua päästiin varsinaisen tunnelin louhintaan. Tunnelissa louhe kasattiin pyöräkuormaajilla erillisiin kuormaussyvennyksiin, joista se ajettiin kuorma-autoilla ajokuilujen kautta lähistöllä sijainneille läjitysalueille. Työtä tehtiin kaksivuorotyönä.
Ajokuilujen suulle oli sijoitettu potkuripuhaltimia, jotka puhalsivat tuuletusputkien kautta puhdasta ilmaan tunneliin. Näin räjähdyskaasut ja muut epäpuhtaudet työntyivät ajokuilujen kautta ulos. Tunneliin korvausilman ilmareiät oli sijoitettu aina korkeimmille kohdille, katkojen kohdalle, tunneleiden kohtaamispaikkoihin.
Tunnelin louhinta tapahtui niin sanottuna vaihtoperälouhintana. Kun tunnelin toisessa perässä porattiin ja panostettiin, toisessa kuormattiin ja kuljetettiin louhetta ulos. Perusajatuksena oli, että kunkin tunneliosuuden vastakkaiset perät tehdään louhintasuuntaan nousevina, jolloin porauskaluston käyttämä vesi sekä vuotovedet valuvat kuiluliittymissä oleville pumppuasemille, eivätkä häiritse louhintaa työpisteillä. Tunnelien korkeimmat kohdat (katkot) kohtasivat aina maan alla toisensa.
II rakennusjakso
Päätunnelin rakentaminen jatkui toisella jaksolla vuosina 1976–79. Tunnelia louhittiin lisää yhteensä 58,7 kilometriä ja rakennusjakso käsitti yhteensä 11 kuiluosuutta. Näistä kuiluosuus 5 sisälsi Nurmijärven Korpimäen pumppaamon ja kuiluosuus 10 Hausjärven Kalliomäen voimalaitospumppaamon louhinnan. Kaikkiaan ajokuiluja louhittiin yhteensä 4,7 kilometriä.
Toisen rakennusosuuden jälkeen tunneli oli valmistunut Korpimäkeen saakka, johon rakennettiin erillisurakkana silloisen Helsingin veden omistama vedenottamo Vantaanjoen lisävedenottoa varten. Kaikkiaan jo 94 kilometrin pituinen tunneliosuus vihittiin virallisesti käyttöön 29.5.1979. Nyt Päijänteen paineen avulla vesi virtasi valmistunutta tunneliosuutta pitkin painovoimaisesti Korpimäkeen Helsingin vedenottamolle.
Vuosina 1979–82, ennen kuin tunnelin loppuosuus oli valmistunut, Päijänteen vettä oli käytetty pääkaupunkiseudulla jo 40 miljoonaa kuutiota lisävetenä parantamassa Vantaanjoen vedenlaatua.
III rakennusjakso
Kolmannen rakennusjakson työt alkoivat ripeästi vuonna 1979, puoli vuotta suunniteltua aiemmin. Varaslähtö töiden aloitukseen johtui rakennuttajalle myönnetyn korkotukilainan ehdoista. Rakennustyöt myös jatkuivat vauhdikkaasti ja varsinainen tunnelin louhinta päättyi 9.7.1981, paljon ennen määräaikaansa.
Tällä viimeisellä, kolmannella jaksolla tunnelia valmistui 25,6 ja ajokuiluja 0,8 kilometriä.
Suomeen rakentui maailman pisin yhtäjaksoinen kalliotunneli
Elokuussa 1982 toimittajat seurasivat tarkasti Helsingin kaupunginvaltuuston puheenjohtajaa Harri Holkeria. Kun hän käänsi kaukosäätökytkintä, oli koko Päijänne-tunneli virallisesti avattu ja otettu käyttöön. Suomeen oli valmistunut maailman pisin, 119,6 km pitkä ja 30–100 metrin syvyydellä maan pinnasta kulkeva yhtäjaksoinen kalliotunneli. (Maailman pisin vesitunneli on New Yorkin 137 km pitkä Delaware Aqueduct, joka kattaa puolet kaupungin raakavedensaannista.)
Aikaa tunnelin rakentamiseen kului vajaa kymmenen ja suunnitteluineen lähes 20 vuotta. Räjähteitä varten kallioon porattiin reikää yhteensä noin 9 000 kilometriä, räjäytyksiä tehtiin n. 40 000 ja räjähdysainetta kului kahdeksan miljoonaa kiloa. Kallioon louhittua tilaa tuli yhteensä 2,5 miljoonaa kuutiometriä. Louhetta syntyi 7 miljoonaa tonnia ja sen pois ajoon tarvittiin lähes puoli miljoonaa 10 kuutiometriä vetävän kuorma-auton lastia.
Vaikka tunnelihankkeessa kiinnitettiin työsuojeluun erityistä huomiota, kokonaan ei onnettomuuksilta vältytty. Työmaalla sattui kaksi kuolemaan johtanutta tapaturmaa.
Tunnelin valmistuttua vesilaitoksen raakavedenotto siirtyi Vantaanjoen vedestä Päijänteen veteen. Hyvää kannattaa odottaa: veden matka Päijänteeltä Vantaan Ylästöön kestää yhdeksän vuorokautta.
