Tunneln börjar direkt efter Hamburg Hauptbahnhof där två spår leder från Hamburg-Altona länken (ty. Hamburg-Altonaer Verbindungsbahn) och går under den. Spåren sluttar som mest 39,4 promille och går sedan under konsgjorda sjön Binnenalster till Jungfernstieg station, som är byggd delvis under sjön och vattendraget Kleine Alster. Efter det går linjen sydväst genom centrala staden till Stadthausbrücke station och vidare till knutpunkten Landungsbrücken station. Efter denna station svänger tunneln nordväst med en tunnel under Reeperbahn till Reeperbahn station. Tunneln går vidare till Königstrasse station och når stora regional- och fjärrtågsstationen Altona station från söder. Den underjordiska stationen under Altona station byggdes med fyra spår för S-Bahn-trafiken. Efter denna sist underjordiska station stiger banan som mest med 40,0 promille för att nå marknivå.