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襄渝线襄樊至莫家营段56公里，1960年已经建成通车。
新建铁路正线长859.6公里，由铁道部第二、三、四勘测设计院和电气化工程局设计，铁道兵担负施工。因为时间紧迫，所以采取了“边施工、边勘测、边设计”的方案参加施工的铁道兵部队有8个师、2个独立团，另有铁道大桥工程局、电气化工程局和湖北、陕西、四川等省民工。
全线东西两段分别于1968、1969年开工，中段于1970年第一季度开工。
其实，早在1917年5月，北洋政府交通总长许世英代表中国政府，与美国裕中公司签订了一份承造铁路的合同，允许裕中公司在中国境内承造总长1769.9公里的铁路。
根据合同，裕中公司商请交通部，由河南周家口至湖北襄阳的一条铁路，约计362公里，定名为周襄铁路。
并于1918年1月设立周襄铁路工程局，投入测量勘探周襄路线。经过的重要城镇有堰城、大刘店、问津寨、吴城、新安店、舞阳、谢店、保安镇、招抚岗、独树、方城、博望、新店、南阳等，并以此做出了一份勘探报告。
1918年6月，周襄铁路测量完成后，裕中公司又商准交通部，将周襄铁路延伸为信阳至成都，为将来承建入川铁路做准备。
当时，交通部正准备设计一条四川与湖北之间的铁路，即川汉铁路。
为了证明自己的路线更有优势，裕中公司还成立了勘探队，对交通部拟议中的川汉铁路途经三峡的部分线路进行了勘测，并拍摄了沿途的山川地形，以说明此条路线施工艰难、成本巨大。
这些照片与勘测数据，也一并附于另一份上呈给交通部的报告里。
新中国成立后，铁道部第二、四设计院于1958年前后曾经对襄渝铁路进行过规划和勘测，但是到1962年，襄渝铁路因计划调整而全线停工。
1968年，作为国防备战和二汽建设的共同需要，国家正式决定将襄渝铁路作为三线建设的重要项目之一。由于襄渝铁路项目启动在先，二汽建设项目启动在后，按照原来的工程进度，襄渝铁路的工期就完全不可能与二汽建设的工期吻合。
为了保证二汽建设，国家决定对襄渝铁路项目加速，尽快实现襄渝铁路东段襄樊至十堰段通车，并最终贯通横跨鄂陕川三省、全长915．6公里的襄渝铁路。
襄渝铁路原勘测的路基是穿过玉虚宫，若如此，武当山最大的古建筑将不复存在。
当时，玉虚宫的道士李诚玉得知这个消息后，多次向部队首长表示该宫不能被毁。
李诚玉从明朝大建武当时该宫是大本营谈起，说到历史上在该宫举行的各种法事活动，甚至是该宫的地理风水。
李诚玉迫切的要求、生动的叙述打动了部队首长。该师师长董超亲自批准将此段铁路向北移动500米，移到宫门以外，从而避开了该宫。
但是，襄渝铁路却因此而增加了“老营1号”、“老营2号”两个隧道，延长了剑河大桥的长度。增加了工程费用和部队施工的难度。
其实襄渝线为什么从一开始到修通路线变来变去，就是因为大巴山和秦岭的阻隔。工程人员在实际考察中发现了一条几乎是天赐的好线路：
川东有平行的几条山脉：从西到东是东北、西南走向的华蓥山、铜锣山、明月山，从重庆出发在华蓥山和铜锣山之间，平行着山势北上达州。
这一段隧道和桥梁很少，是建铁路的极好路段。
但是当时这一线的邻水和大竹县提出不想铁路过境，因为占地太多，影响粮食产量。
于是线路只好从重庆出发，向西穿过一群隧道，再穿过华蓥山的南端“中梁山”，绕在华蓥山的西侧北上达州，在三汇处又向东穿过一群隧道，最后穿过华蓥山的北端“铁山”进入达州。
这就是为什么达渝段隧道几乎全集中在达州到三汇，和回龙坝到菜园坝之间。
到了达州，继续利用西部铁山和东部凤凰山之间的相对平坦地势北上，绕后沿着州河上游的后河所切割的一条大巴山峡谷北上，直达万源，这极大地减少了隧道的长度和数量，更减少了坡度。
到了万源后河道结束，穿过30多个隧道到毛坝关，又到了汉江支流任河，又可以利用任河、汉水河道东去安康、十堰。
只是从万源到毛坝关没有河道利用了，只能硬穿山，而且由于后河河道比任河河道高程低，这一段还有一个展线来爬坡。
到了湖北境内，又可以利用汉江河道平行着武当山东南下襄樊。