襄渝铁路东段为鄂西北丘陵低山区,中段为秦岭巴山区,西段为四川盆地丘陵区。铁路穿越武当山、大巴山,沿华蓥山南下;铁路要在仙人渡、旬阳、紫阳3处地方跨越汉江,九跨东河,七跨将军河,33次跨后河,在北碚跨越嘉陵江进入重庆。沿线两岸山高谷深,水流湍急,地势险峻峻。全线桥梁716座,隧道405座,桥高隧长,工程任务艰巨。
千讯咨询发布的《中国铁路市场前景调查分析报告》显示，修建襄渝铁路任务重、工期短、人员不足。为了加强襄渝铁路十堰段的建设,能够早日让老百姓实现走出去的梦想，根据铁道兵总部的建议,武汉军区和湖北省决定成立民兵指挥部。施工中,以部队为主,辅以民兵;也有民兵单独承担一段或一个工点的修建任务;也有以民兵为主，以少量部队予以加强。在建设襄渝时，10万铁道兵扎根在丛山峻岭之中，上山下水犹如天降神兵，付出了大量牺牲。有报道称襄渝线每推进一公里就会有一名战士倒下。
在襄渝铁路建设的数十万大军中，有一支 “学兵连”队伍，他们的故事牵动了很多人的心弦。当时，陕西省动员1969届、1970届初中毕业生25800人（女生5129人），按照部队编制，组成了141个连队，直接由铁道兵部队指挥施工。从学生到战士，从课堂到环境恶劣的山区，他们没有丝毫抱怨，“雄关漫道真如铁，而今迈步从头越”，他们正是用自己的“创举”书写了一首铁路赞歌。