隧道位于河北省张家口市境内，隧道起迄里程DK52+950～DK74+106(右线YDK52+960～YDK74+114)，全长21154m(右线21153m)。隧道为双洞单线隧道，最大埋深557m。洞内线路纵坡为5.1‰的单面坡，出口端位于曲线上，其余均位于直线上。
燕山隧道4#斜井采用无轨运输双车道斜井，斜井平距1465m，斜长度为1472m。斜井与正洞交于DK64+300，夹角为49°，斜井井口与井底高差为143.63m，从洞口到洞底每隔250m设置一处长度为25m、坡度为3%的缓坡段。
按照当前的隧道施工组织设计安排承担左线进口方向改DK63+407～DK64+300段，长度893m的施工，左线出口方向改DK64+300～DK65+042段，长度742m的施工；同时施工右线进口方向改DK63+413～DK64+306段，长度893m的施工，右线出口方向改DK64+306～DK65+060段，长度754m的施工。