关门隧道位于山阳本线下关-门司区段，穿越关门海峡，长约3.6公里，早于1936年动工，并于1942年及1944年分阶段通车。
此隧道亦是第一条跨越关门海峡的通道，从此来往海峡两边不需要再依赖渡轮（日语：関門連絡船），而相关渡轮最后亦在1964年停航。
为实践铁路现代化，铁道省于1910年4月首次提议兴建跨越关门海峡的通道，以接驳山阳本线与鹿儿岛本线。
翌年，两个跨越关门海峡通道的方案正式出炉：在桥梁方案中，将兴建一条908.3米长、离水面61米高的桥梁，而选址与今日的关门桥相若；而隧道方案则有两个走线，但起点及终点分别均在彦岛和门司站。
由于桥梁会限制船只通过海峡，而且成本远较隧道方案为高。因此，铁道省最后采用隧道方案。
但到了1920年代及1930年代初，由于关东大地震及大萧条，关门隧道的建设曾两度搁置。直到1934年，由于关门联络船承载力饱和，兴建关门隧道才再被提上日程，并在两年后动工。
隧道原订于1945年完工。由于太平洋战争爆发，为了加强军用物资供给链，军方要求有关单位加紧施工。因此，东线提早于1942年通车，并于同年11月通电，供载客列车使用；至于西线则较原定提早一年通车。
1987年4月1日，隧道拥有权随着国铁分割民营化，由原日本国有铁道移交予JR九州。
此隧道有一大部分位于坚硬岩层内，因此施工方式以钻爆为主，而在海底部分则采用隧道钻挖机。此外，门司一方的陆上隧道亦采用沉箱技术，以及加压暗挖方式兴建。
此隧道主要分为两个标段施工，并以县界划分：山口县标段由间组承建，而福冈县标段由大林组承建。
