区间隧道上行线里程为SK5+009.987～SK5+957.706，单线长947.719m（790环），下行线里程为XK5+009.987～XK5+957.706（短链8.422m），单线长939.297m（783环），在SK5+425.000（XK5+419.544）处设有联络通道（不含泵站）一处。区间隧道最大坡度－12‰，平曲线最小转弯半径650m。
区间隧道采用一台IHI盾构由上海动物园站东端头井始发进行下行线掘进，沿线穿越新泾港（程家桥）、哈密路、程家桥路、剑河路，最后到达龙溪路站西端头井。进洞后将盾构吊运至上海动物园站东端井上行线，完成上行线掘进。
根据区间隧道设计蓝图，区间隧道里程约SK5+080.018~ XK5+099.961 （XK5+080.031~ XK5+099.304）时，以切口到达及盾尾脱出为标准，也即上下行线52环～78环时，上下行线盾构都将穿越新泾港，河宽约20m。河床底标高约为-0.5m，水面标高约+2.82m，隧道顶标高为-4.18m,河底距离隧道顶部距离约为4.68m。上下行线共穿越河岸四次。另外，根据改造后的程家桥结构情况来看，上下行线盾构机将在里程约SK5+068.479~ XK5+111.501 （XK5+068.484~ XK5+111.522）时穿越程家桥，以切口到达及盾尾脱出为标准，对应环号为上行线42环～87环，下行线43环～87环。