En su ejecución han llegado a participar de forma simultánea hasta 4.000 trabajadores y se han empleado cinco tuneladoras para excavación en roca, cuatro de ellas de tipología simple escudo y una de doble escudo.
La entrada en servicio de la Variante de Pajares representa también un salto de seguridad sin precedentes en la red ferroviaria española. Junto a sus ventajas en materia de seguridad, la nueva línea será una de las más versátiles de España, puesto que podrá ser utilizada por trenes de mercancías y de pasajeros de alta velocidad, rodando en cualquiera de los dos anchos, estándar e ibérico.
La rampa de Pajares, una infraestructura del siglo XIX en vía única, ha dado paso a un trazado de doble vía 37 km más corto, de menor pendiente y con menor altura geográfica y, por tanto, menos expuesto a las inclemencias invernales.
El mayor ejemplo de complejidad técnica del proyecto es el túnel de Pajares, de 24,6 kilómetros. Cuenta con dos tubos paralelos construidos con tuneladoras de un diámetro de excavación de 10,4 metros. Cada tubo alberga una vía única y la separación entre los ejes centrales de ambos es de 50 metros. Los dos tubos están unidos con un total de 58 galerías construidas cada 400 metros para poder evacuar cada uno de los tubos con total seguridad. La pendiente del túnel es constante, alcanzando como máximo el 1,6%.