北京地下铁道工程，是党中央和毛主席批准修建的我国自行设计、自行施工、自行制造设备的第一条地下铁道。1964年10月，国务院、中央军委决定将这一特殊任务交给中国人民解放军铁道兵来完成，相信这支有着光荣传统的英雄部队是能够经得住考验的。
为了参加首都地下铁道工程建设，铁道兵决定从第3、第5、第6、第7、第9师和铁道兵机关抽调部队人员，组建铁道兵第12师，下辖第56、第57、第58、第59团（1970年又组建了第60团）。1965年4月2日，总参谋部电令铁道兵第12师正式投入北京地下铁道第一期工程施工。
1965年7月1日，北京地下铁道一期工程正式举行开工典礼。当天，中共中央和国家领导人朱德、邓小平、彭真、李先念、罗瑞卿等参加了开工典礼。一期工程是规划方案中1号线和环线的一部分，是北京地下铁道东西走向的干线，全长30.5公里，其中运营线路从北京站到古城站，全长22.87公里，后延长到苹果园站，全长23.6公里，17个车站。由铁道兵第12师、铁道部地下铁道工程局和北京市城建局三个单位施工。其中，沙窝至福寿岭段15.06公里由铁12师施工。一期工程采用明挖浅埋方法施工，开工的当年主要是进行勘测设计和施工准备，1966年工程全面展开。经过4年多的艰苦奋战，北京站至古城于1969年9月20日修通，古城至进山段于1970年9月28日通车。