Feuer im Tunnel ist nicht nur eine ernste Bedrohung für die Menschen, auch das Bauwerk selbst kann enormen Schaden erleiden. Um die Brandbeständigkeit der neuen Eisenbahntunnel zu erhöhen, kommt beim Einbau der Tunnelinnenschale so genannter Faserbeton zum Einsatz. Der Beton wird dabei mit kleinsten Kunststofffasern versetzt, welche im Brandfall schmelzen und kleine Hohlräume im Beton hinterlassen. Durch diese Hohlräume kann der Wasserdampf, der durch die Hitzeeinwirkung im Beton entsteht, entweichen. Ein explosionsartiges Abplatzen von Betonteilen wird vermieden und somit die Zerstörung des Bauwerks verhindert.

Die gesamte Strecke wird mit einer Löschwasseranlage ausgestattet. Im Tunnelbereich wird die Löschwasserleitung beidseitig ausgeführt, um die Sicherheit und Zugänglichkeit zu erhöhen. Für die Wasserversorgung stehen drei eigene Brunnen zur Verfügung, die eine unabhängige Versorgung gewährleisten. Drei Pumpstationen fördern das Wasser mit dem entsprechenden Druck direkt in die Löschwasserleitung. Insgesamt gibt es über 250 Löschwasserentnahmestellen im Tunnel sowie Hydranten an den Rettungsplätzen.

Bei Störfällen können umweltgefährdende Flüssigkeiten (Säuren, Öle, Benzin, etc.) aus den Waggons austreten. Die ausgelaufenen Flüssigkeiten dürfen keinesfalls in die Umwelt gelangen. Um die Störfallflüssigkeiten sicher und umweltfreundlich auffangen zu können, verfügen die neuen Bahnanlagen über sechs Störfallbecken. Die Becken nehmen auch Chemikalien und Brennstoffe auf, ohne dass von ihnen eine unmittelbare Gefährdung für die Umgebung ausgeht.

Der Hochwasserschutz der neuen Unterinntalbahn ist auf ein hundertjähriges Hochwasser ausgelegt, sodass bis zu dieser Hochwassermarke ein uneingeschränkter Eisenbahnbetrieb möglich ist. Bei einem Überschreiten des Hochwasserpegels kann das Eindringen von Wasser mittels mobiler Dammbalken verhindert werden.