Die Projekte des Y-Ast-Basistunnels, des Splügen-Basistunnels und des Simplon-Basistunnels wurden dagegen zurückgestellt.
Im Dezember 1988 sprach sich die SBB für den Gotthardbasistunnel aus. Nach eingehenden Beratungen beschloss die Schweizer Regierung Mitte Mai 1989 den Verlauf der Neuen Eisenbahn-Alpentransversale (NEAT). Neben der erwarteten Entscheidung für den Gotthardbasistunnel wurde dabei auch die Realisierung des Lötschbergbasistunnels beschlossen. Neben einem 49 km langen Tunnel zwischen Amsteg und Bodio sollte im weiteren Verlauf insbesondere eine Variante Gotthard Ost geprüft werden, die eine Anbindung der Ostschweiz (über Ziegelbrücke–Linthal und Chur–Trun) vorsah. Die geschätzten Gesamtkosten wurden mit drei Milliarden Schweizer Franken beziffert. Weitere 2,4 Milliarden Franken waren für den Ausbau der Zufahrtsstrecken zum Gotthardtunnel vorgesehen. Für eine spätere Realisierung der Ostvariante, deren Mehrkosten auf 0,5 bis 1,0 Milliarden Franken geschätzt wurden, sollten im Umfang von rund 50 Millionen Franken bauliche Vorleistungen (Y-Verzweigung) vorgesehen werden.
1989/1991/1992 wurde der Beschluss für die NEAT verabschiedet. Nach einer nachträglichen Planungsänderung erfolgte der Anstich des Gotthard-Basistunnels am 4. November 1999. (Mehr zu den politischen Hintergründen im Artikel NEAT)
Nach der ersten Sprengung im Hauptschacht am 4. Februar 1999 wurde mit der Fertigstellung des Tunnels zwischen 2010 und 2012 gerechnet. Bis dahin waren für Planung und Bau rund 700 Millionen Franken aufgewendet worden.
Projektierungs- und Vorbereitungsphase
Man entschied sich für zwei einspurige Tunnelröhren, die rund 40 Meter auseinanderliegen und alle 312,5 m durch Querstollen verbunden sind. An zwei von aussen zugänglichen und klimatisierten Multifunktionsstellen (Sedrun und Faido) sind Spurwechsel sowie Nothalte möglich; auch technische Räume für den Bahnbetrieb und die Lüftung sind angegliedert. Das Ausbruchsmaterial von einem Volumen von mehr als 10 Mio. m³ wird zu einem Fünftel als Betonzusatzstoff wiederverwertet, der Rest in natürlichen Senken und alten Steinbrüchen deponiert, als Schotter verkauft und zu einem kleinen Teil zur Renaturierung eines Flussdeltas in den Vierwaldstättersee geschüttet.
Der Tunnel wurde sowohl mit Tunnelbohrmaschinen (TBM) als auch mit Sprengstoffen vorgetrieben. Ein mindestens 30 cm dickes Tunnelgewölbe aus Ortbeton sichert die Tragfähigkeit. Anfallendes Tunnelwasser wird durch einen Kanal (Ø 60 cm) unterhalb des Tunnels abgeführt. Die erwartete Temperatur von 50 Grad Celsius erfordert einen permanenten Luftaustausch. Die durchfahrenden Züge sollen durch den Kolbeneffekt die Luft herauspressen. Sollte dies nicht ausreichen, werden mechanische Lüftungen nachgerüstet.
Gesamtverantwortlich für das Projekt ist die AlpTransit Gotthard AG, eine hundertprozentige Tochtergesellschaft der Schweizerischen Bundesbahnen (SBB). Zu Beginn der Bauarbeiten wurden von vier verschiedenen Stellen Zugangsstollen gegraben. Die Multifunktionsstelle (MFS) Faido ist durch einen 2,7 km langen Querstollen mit einem Gefälle von 13 % mit der Aussenwelt verbunden. Für die MFS Sedrun war ein höherer Aufwand nötig: zuerst wurden ein knapp einen Kilometer langer Zugangsstollen und ein 450 m langer Entlüftungsstollen waagrecht in den Berg getrieben. Von dieser Stelle führen zwei Schächte 800 m tief auf das Niveau des Eisenbahntunnels, die von der südafrikanischen Spezialfirma Shaft Sinkers gebohrt wurden. Erst von dort unten begannen die eigentlichen Bauarbeiten am Basistunnel. Durch diese Aufteilung wurde eine Reduzierung der Bauzeit um die Hälfte erwartet.
Am 15. Oktober 2010 wurde die Oströhre durchgebrochen, 27 km vom Nordportal entfernt und rund 2500 Meter unter dem Gipfel des 2983 m hohen Piz Vatgira. Am 23. März 2011 erfolgte der letzte Durchbruch in der Weströhre.
Insgesamt wurden 80 % der Tunnelröhren mit TBM und 20 % im Sprengvortrieb ausgebrochen. Dabei fielen über 28 Millionen Tonnen Gestein an.
Bei den Vortriebsarbeiten kamen (Stand: 2010) acht Menschen ums Leben.
Baulose
Abschnitt Erstfeld
Im Bereich des Nordportals bei Erstfeld im Kanton Uri hatte sich der Beginn des maschinellen Vortriebs verzögert. Infolge der wiederholten Einsprache seitens eines im Auswahlverfahren unterlegenen Bewerbers konnte der Bauauftrag für diesen Abschnitt erst im Februar 2007 vergeben werden. Nach dem Ausbruch der Startröhren und dem Aufbau der Tunnelbohrmaschine (TBM) Gabi I (S-229) wurde am 4. Dezember 2007 mit den Bohrarbeiten in der Oströhre begonnen, Gabi II (S-230) folgte ab Mitte 2008 in der Weströhre.
Der Gesamtzeitplan, der 2002 noch von einer Inbetriebnahme in den Jahren 2013/14 ausging, wurde durch diese Verzögerung und technische Schwierigkeiten in anderen Abschnitten verändert. Inzwischen wird Ende 2016 als Inbetriebnahmetermin angegeben (Stand Mitte 2011).
Trotz dieser Verzögerungen konnten die Bohrmaschinen den 7,6 Kilometer langen Abschnitt in weniger als zwei Jahren ausbrechen. Der Durchschlag erfolgte am 16. Juni 2009 um 11.58 Uhr und somit sechs Monate früher als geplant. Die horizontale und vertikale Abweichung betrug weniger als 1 Zentimeter.
Abschnitt Amsteg
Vom Zwischenangriff Amsteg her bohrten die beiden Tunnelbohrmaschinen Gabi I + II (S-421 + S-422) in südlicher Richtung zur Multifunktionsstelle Sedrun. Dabei mussten immer wieder Störzonen mit lockerem Gestein durchfahren werden, was den Vortrieb teilweise massiv behinderte. Die beiden TBM haben die 11,35 km bis zum Durchbruch ins Baulos Sedrun neun Monate früher als geplant zurückgelegt und wurden rückwärts hinaustransportiert, um in Erstfeld nochmals zum Einsatz zu kommen.
Abschnitt Sedrun
Im Abschnitt Sedrun mussten in nördlicher Richtung bis zum Sommer 2007 noch einige hundert Meter im Sprengvortrieb in sehr anspruchsvollem Gestein ausgebrochen werden, bis der Durchbruch am 17. Oktober 2007 in die von den beiden TBM gebohrten Röhren möglich war.
Der Durchschlag auf der südlichen Seite zwischen den Multifunktionsstellen Sedrun und Faido erfolgte in der Oströhre am 15. Oktober 2010. Das Ereignis wurde medial vorbereitet und im Fernsehen live übertragen. Kameras waren sowohl bei der Tunnelbohrmaschine auf der Seite von Faido sowie bei den geladenen Gäste auf der Sedruner Seite postiert. Die Fernsehzuschauer konnten sehen, wie die trennende Felswand von rund 10 Meter Durchmesser von dem rotierenden Bohrkopf in Brocken vor die Ehrengäste fiel und schliesslich um 14:17 Uhr durchbrochen war.
Abschnitt Faido
Im Abschnitt Faido, wo es infolge des enormen Bergdrucks immer wieder zu kleineren Einstürzen kam, lag man jahrelang im Zeitplan zurück. Deshalb beschloss 2006 die Bauherrin, die AlpTransit Gotthard AG, eine Option in den Verträgen mit den Baukonsortien einzulösen und die Losgrenze für das Baulos Sedrun um einen Kilometer nach Süden zu verschieben, um den Rückstand in Faido zu kompensieren.
Ab dem Spätsommer und Winter 2007 wurde mit zwei Tunnelbohrmaschinen in Richtung Sedrun gebohrt. Der Durchbruch erfolgte in der Weströhre am 15. Oktober 2010, in der Oströhre am 23. März 2011.
Abschnitt Bodio
Im Abschnitt vom Südportal bei Bodio wurden die beiden Tunnelröhren mit einem Durchmesser von je ca. 8,80 Meter nördlich in Richtung Faido mit Tunnelbohrmaschinen (TBM) vorgetrieben. Der Baubeginn für den rund 15 Kilometer langen Bauabschnitt erfolgte in der Röhre Ost im November 2002 und in der Röhre West im Februar 2003. Der Durchbruch in die rund 2 km lange Multifunktionsstelle Faido war für den April 2005 eingeplant gewesen, doch erfolgte er aufgrund von geologischen Problemen erst 17 Monate später am 6. September 2006 (Oströhre), jener in der
