Северо-Муйский тоннель начал строиться еще в 1976 году как часть БАМа. БАМ должен был решить две задачи. Во-первых, военно-стратегическую: продублировать Транссибирскую магистраль (Транссиб), слишком близкую к границе с Китаем. Во-вторых, экономическую: создать инфраструктуру для освоения и развития Восточной Сибири и прочих прилегающих к БАМу территорий. Но с началом реформ и падением объемов перевозок магистраль так и не вышла на проектный грузооборот - из 15 млн тонн возможного грузооборота в год реально по БАМу транспортируется только 4 млн, что приводит к ежегодным прямым убыткам в 150-160 млн долларов. Часть этих потерь обусловлена отсутствием прямого сообщения через Северо-Муйский хребет между двумя участками магистрали.
До окончания строительства одноименного тоннеля через этот хребет поезда по БАМу следовали по обходной железнодорожной ветке длиной 54 км, что требовало больших расходов по содержанию пути и обеспечению безопасности движения. Состав вынужден был с минимальной скоростью лавировать между сопками и рисковал попасть под лавину. Время пути по обходной ветке составляет два с половиной часа. Теперь движение через пятнадцатикилометровый тоннель займет только пятнадцать минут.
Министерство путей сообщения потратило на завершение строительства в послереформенное время свыше 550 млн долларов. Экономический эффект от проекта пока невелик, и оценить его можно будет только тогда, когда БАМ будет полностью загружен, существующий же обходной маршрут хотя дорог в эксплуатации и опасен, в принципе справляется с трафиком. По мнению представителей МПС, тоннель окупится через десять лет при условии развития прилегающей к БАМу территории. Сейчас существуют только три проекта, которые подтолкнут эти регионы к развитию: разработка двух медных месторождений (Удоканское и Чинейское) и одного угольного (Эльгинское).
