1986年4月开工，由省第二公路工程公司施工。考虑到通风、排烟和出渣，采用东西四个洞口同时挖进，先用上导坑掘进法进行施工。东、北洞分别挖至岩石质地较好的段落，改用全断面掘进法施工。月进度平均在40米左右。但由于高压线与爆破点相距太近，防护措施未能生效，造成1986年5月11日、9月14日和10月10日3次因放炮炸断高压线，停工累计112天。因而改请闽安专挖爆破公司进场施工。西洞口由于地质复杂，1987年1月北洞107米处和7月南洞126米处的通顶大塌方后，施工被迫停止。1987年4月，由配合部队完成鼓山隧道施工任务的浙江省宁海县坑道工程公司，承担施工。为确保福马路全线早日通车，1989年间，隧道西洞口塌方地段委托铁道部第十六工程局第四工程处施工。该工程处从北京总部和大秦铁路工地调来工程技术人员进行“会诊”。制定特殊处理方法，终于使两洞分别于1990年4月24日和6月2日贯通。1990年8月17日竣工交付使用。整个工程土石方总量为13.05万立方米，隧道侧墙衬砌6828立方米，隧道水泥混凝土路面1.65万平方米，隧道拱顶坡复1.14万立方米。洞口上方有全国人大常委会副委员长彭冲题写的“马尾隧道”。隧道建成后，缩短行程3.3公里(包括鼓山隧道2.5公里)。