1974年，经毛泽东主席批准、周恩来总理批示，铁道兵部队开进新疆，修建南疆铁路吐鲁番至库尔勒段。根据国务院和中央军委的命令，铁道兵五师、六师和四师的19团、20团、铁道兵独立机械团和直属通信工程营，承担起修建南疆铁路吐鲁番至库尔勒段的任务。1974年11月，参建部队的指战员们从祖国的四面八方挺进新疆。
南疆铁路吐鲁番至库尔勒段自兰新铁路吐鲁番站引出，经鱼儿沟，沿阿拉沟迂回展线而上至奎先冰达坂，从6152米长的奎先隧道穿越分水岭后，再从乌斯特站迂回展线至巴伦台，循乌拉斯台沟下至沟口，出天山，经和静、焉耆，抵南疆重镇库尔勒，全长476．54公里。进入绵延的天山峡谷后，线路由海拔800米爬高至3200米，又降至1200米，沿沟迂回展线，36次跨越沟谷。22‰的长大坡道累计达182公里。全线有29座隧道，463座桥梁。
沟窄坡陡，展线困难。筑路英雄巧夺天工，建成7座螺旋形隧道。隧道进出口重叠，形成立体交叉，且有桥隧相连，被视为南疆铁路上的一大景观。与此同时，一座座特大桥、曲线桥拔地而起。
1979年8月，横贯天山山脉的南疆铁路铺轨到库尔勒。
1984年，国家组织各方面专家学者论证确认，认为选线合理，设计适当，施工质量良好，对各项工程表示满意，国家同意验收。1984年8月30日，南疆铁路吐库段正式通车。