この区間は、秋田県と青森県の県境にそびえる矢立峠を越えるため急勾配と急カーブが続き、奥羽本線の中の難所の一つであった。その解消のため、複線化に際し長大トンネルを新設して直線的に結んだ。それによって従来の路線は廃止となった。複線化は1970(S45)年11月5日。


第五矢立トンネルの陣場側坑口付近の旧国道沿い(⑦)にイザベラ・バードの碑が建てられた。