Im Zuge der Neubaustrecke (NBS) Ebensfeld-Erfurt unterquert die zweigleisige Trasse den Fleckberg in einem Tunnel. Er liegt in den Thüringer Landkreisen Ilm-Kreis, Saalfeld-Rudolstadt, Sonneberg und Hildburghausen. Der Streckenabschnitt Ebensfeld-Erfurt hat eine Gesamtlänge von 107 Kilometern. 22 Tunnel (41 Kilometer) und 29 Brückenwerke (zwölf Kilometer) sind auf der neuen Strecke geplant, die 2017 in Betrieb genommen werden soll. Der Tunnel Fleckberg ist der letzte der neuen Bahnstrecke.

Mit den Erdbauarbeiten beim Tunnel Fleckberg wurde im Mai 2011 begonnen. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um die Erdarbeiten der Vorportalbereiche Nord und Süd des Fleckbergtunnels sowie die Herstellung der Zufahrtswege und Rettungsplätze für den Tunnel und dessen Notausstieg.
Weitere Arbeiten sind die Erstellung eines 15 m hohen stabilisierten Dammes und die Herstellung von Einschnitten in das vorhandene Gelände für die spätere Freiland-ICE-Trasse.
Nach Fertigstellung des Tunnels wird das Gelände humusiert und mit einer Anspritzbegrünung renaturiert.