第一代光復隧道為台東線拓寬工程時新建之隧道，於1981年12月20日啟用，全長2,356米。
由於東部河川輸砂、堆積量高，馬太鞍溪進入花東縱谷後形成發達的沖積扇地形。東拓前舊台東線繞經沖積扇之扇頂並以橋樑方式跨越馬太鞍溪，不僅路線坡度較大，且因河床淤積速度過快，橋樑必須時常加高，構成威脅。東拓新線為解決此問題，改採河底隧道方式穿越馬太鞍溪，除避免上述淤積問題外，並可降低坡度、改善迂迴線型。東拓工程中，因相同理由而興建的河底隧道尚有溪口隧道。
河底隧道主要施工方式，系利用冬季枯水期時將溪流改道，直接開挖河床興建隧道壁再回填（明挖覆蓋法），此工法為當時台灣首次採用。光復隧道除穿越馬太鞍溪外，並分別於南、北口附近通過台9線花東縱谷公路下方兩次。穿越公路部分采導坑法施作，以維持公路交通。
東改電氣化時，因第一代隧道為單線且淨空不足，決定於東側另建雙軌隧道（前述第二代隧道），並於2013年10月24日切換至新路線同時停用此隧道。
