W przeszłości analizowano zarówno nadziemne, jak i podziemne poprowadzenie kolei, jednak w związku z ponadnormatywnym rozwojem miasta, realizacja nie doszła do skutku.
Tunel będzie przeznaczony zarówno dla kolei regionalnej, jak i dalekobieżnej, biegnąc od stacji Łódź Fabryczna w kierunku północno-zachodnim, aby za stacją Łódź Polesie rozgałęzić się do dwóch, a następnie czterech tuneli, umożliwiających wjazd i wyjazd od strony północnej (Łódź Żabieniec) oraz południowej (Łódź Kaliska).
Budowa realizowana była poprzez wykopy otwarte, w następnym etapie organizując wykop i drążenie z wykorzystaniem tarcz TBM, zwanych kolejno Faustyną i Katarzyną.
Obiekty zintegrowane z tunelem Tunel ten będzie służył zarówno pociągom Łódzkiej Kolei Aglomeracyjnej, jak i innym przewoźnikom regionalnym i ponadregionalnym. W funkcjonującym obecnie odcinku tunelu znajduje się jedynie Dworzec Łódź Fabryczna, a po oddaniu do użytku budowanego obecnie odcinka, docelowo powstaną w nim również następujące przystanki: Łódź Śródmieście – przystanek zlokalizowany w rejonie skrzyżowań ul. Zielonej z Wólczańską i al. Kościuszki. Projektowane są trzy podziemne poziomy połączone schodami ruchomymi i stałymi oraz windami. Na poziomie -3 dwa perony jednokrawędziowe o długości 155 m. Pozostałe poziomy będą służyć komunikacji.