Реконструкция тоннеля проводилась с ноября 2008 по июль 2010 года. В процессе реконструкции были выполнены работы по усилению фундамента опор, укреплению несущих железобетонных конструкций и подпорных стен, искусственное понижение уровня железнодорожного пути на 1,5 м с укладкой безбалластного железнодорожного полотна, укладка коммуникаций и обустройство гидроизоляции.
Одновременно с работами по реконструкции тоннеля также проведены работы по благоустройству Северного вокзала, приведены к типовому очертанию и укреплены подпорными стенами из габионных конструкций склоны выемки между Северным и Южным вокзалами Калининграда.
На реконструкцию одного из важнейших инфраструктурных объектов Калининградской железной дороги ОАО «РЖД» было выделено более 400 млн руб.