このトンネルは、国鉄（現在はＪＲ東日本管理）の上越線湯檜曽駅 - 土樽駅間（群馬県利根郡みなかみ町～新潟県南魚沼郡湯沢町）に開通した下り線専用のトンネルです。
総延長は、13,490mあり、1963年（昭和38）の着工から、３年ほどで完成し、トンネル内に湯檜曽駅・土合駅下りホームが設けられました。当時は、北陸トンネルに次いで日本第２位の長さのトンネルだったのです。
これにより、1931年（昭和6）9月1日に開通していた清水トンネル（単線）は、上り線専用となりましたが、川端康成著の『雪国』冒頭の「国境の長いトンネルを抜けると雪国であつた...」の情景は、清水トンネルを群馬県側から新潟県側へ抜けた時のものだと言われ、新清水トンネルの方でないとその景色は見られなくなりました。
新清水トンネル中に土合駅（下りホーム）が設けられましたが、駅舎から24段の階段を上り、143mの連絡通路を歩き、462段の階段（長さ338m）を下らないと地下ホームへたどり着けなくなったのです。しかし、トンネルの中の地下ホームを体験できる数少ない場所となっていて、鉄道ファンには人気がありました。
〇日本の鉄道トンネルの長さベスト20（地下鉄線・未成線・実験線は除く）
1.青函トンネル（青森県･北海道）JR北海道新幹線[奥津軽いまべつ駅～木古内駅] 延長53,850m 1988年開通
2.八甲田トンネル（青森県）JR東北新幹線[七戸十和田駅～新青森駅] 延長26,455m 2010年開通
3.岩手一戸トンネル（岩手県）JR東北新幹線[いわて沼宮内駅～ 二戸駅] 延長25,808m 2002年開通
4.飯山トンネル（長野県･新潟県）JR北陸新幹線[飯山駅～上越妙高駅] 延長22,225m 2014年開通
5.大清水トンネル（群馬県･新潟県）JR上越新幹線[上毛高原駅～越後湯沢駅] 延長22,221m 1982年開通
6.新関門トンネル（山口県･福岡県）JR山陽新幹線[新下関駅～小倉駅] 延長18,7135m 1975年開通
7.六甲トンネル（兵庫県）JR山陽新幹線[新大阪駅～新神戸駅] 延長16,250m 1972年開通
8.榛名トンネル（群馬県）JR上越新幹線[高崎駅～上毛高原駅] 延長15,350m 1982年開通
9.五里ヶ峯トンネル（長野県）JR北陸新幹線[上田駅～長野駅] 延長15,175m 1997年開通
10.中山トンネル（群馬県）JR上越新幹線[高崎駅～上毛高原駅] 延長14,857m 1982年開通
11.北陸トンネル（福井県）JR北陸本線[敦賀駅～南今庄駅] 延長13,870m 1962年開通
12.新清水トンネル（新潟県）JR上越線（下り線）[水上駅～土樽駅] 延長13,490m 1967年開通
13.安芸トンネル（広島県）JR山陽新幹線[東広島駅～広島駅] 延長13,030m 1975年開通
14.筑紫トンネル（福岡県･佐賀県）JR九州新幹線[博多駅～新鳥栖駅] 延長11,935m 2011年開通
15.北九州トンネル（福岡県）JR山陽新幹線[小倉駅～博多駅] 延長11,717m 1975年開通
16.福島トンネル（福島県）JR東北新幹線[郡山駅～福島駅] 延長11,705m 1982年開通
17.頸城トンネル（新潟県）えちごトキめき鉄道日本海ひすいライン[能生駅～名立駅] 延長11,353m 1969年開通
18.塩沢トンネル（新潟県）JR上越新幹線[越後湯沢駅～浦佐駅] 延長11,2175m 1982年開通
19.蔵王トンネル（福島県･宮城県）JR東北新幹線[福島駅～白石蔵王駅] 延長11,215m 1982年開通
20.赤倉トンネル（新潟県）北越急行ほくほく線[しんざ駅～魚沼丘陵駅] 延長10,472m 1997年開通
