Mit dem zweispurigen 3114 Meter langen Eppenbergtunnel verdoppelt sich die Zahl der durchgängig befahrbaren Gleise zwischen Däniken und Wöschnau. Zwei Flucht- und Rettungsschächte sowie ein Stollen dienen im Abstand von zirka 800 Metern als Notausstiege und gleichzeitig als Zugang für die Rettungskräfte. Der Ausbruch des Tunnels erfolgt von Ost nach West mit einer mobilen 100 Meter langen und 2400 Tonnen schweren Tunnelbohrmaschine.

Bei Wöschnau entsteht die östliche, zweispurige Zufahrt zum neuen Eppenbergtunnel. Sie unterquert die Kantonsstrasse Wöschnau–Schönenwerd. Ein Gleis der Stammstrecke Aarau–Schönenwerd unterquert die beiden Zufahrtsgleise. In einem ersten Schritt wird im Wöschnauer Hang auf der Achse des künftigen Tunnels eine rund 200 Meter lange, 20 Meter breite und 25 Meter tiefe Baugrube ausgehoben. In dieser Grube wird die Tunnelbohrmaschine installiert.

Bei Gretzenbach entsteht die westliche, zweispurige Zufahrt zum neuen Eppenbergtunnel. Sie taucht ab den bestehenden Gleisen ab und unterquert die Kantonsstrasse Däniken–Schönenwerd. Der Bau erfolgt in der sogenannten Deckelbauweise. Zuerst werden von der Oberfläche her Bohrpfahlwände eingelassen und gestützt auf diese die Tunneldecke betoniert. Danach wird im Schutz der Decke und der Wände das Erdreich ausgehoben.

Das frühere Teilprojekt 4 (Anpassung der Stammlinie) wurde im Zuge der Planung ins Teilprojekt 5 integriert. Im Rahmen des Teilprojekts 5 wurde von März 2013 bis Mai 2015 auf der ganzen Strecke die Stellwerktechnik modernisiert und mit zusätzlichen Signalen die Signalabstände, die sogenannten «Blöcke», verkürzt. Damit verbunden waren Anpassungen in den Stellwerken in Olten und Aarau sowie der Bau zweier neuen Stellwerke in Däniken und in der Wöschnau. Dank der neuen Stellwerktechnik und der zusätzlichen Signale können sich die Züge während den Hauptarbeiten trotz baustellenbedingter Temporeduktionen in kurzen Abständen gewohnt pünktlich folgen. Das erlaubt, die Arbeiten ohne allzu einschneidende auf den Fahrplan auszuführen.

Mit dem Bau des vierten Gleises Däniken–Dulliken erhalten die beiden Bahnhöfe neue Aussenperrons. Die bestehenden Mittelperrons werden angepasst und erhöht. Das erlaubt künftig stufenfreies Eintreten in die Niederflurzüge.

Zwischen den Bahnhöfen Däniken und Dulliken baut die SBB ein viertes Gleis sowie die für das Betriebskonzept notwendigen Spurwechsel. Das insgesamt 2500 Meter lange Gleis ergänzt die bestehenden drei Gleise und verläuft innerhalb oder direkt angrenzend ans bestehende Bahntrassee.

In Wöschnau werden zwei neue Spurwechsel mit Schnellfahrweichen eingebaut und Anpassungen an der Gleisanlage und der Fahrleitung vorgenommen.

In der östlichen Ausfahrt von Olten werden 19 neue Weichen gebaut. Im selben Zug verlegt die SBB über 2173 Meter Gleis neu und baut 2000 Meter Gleis zurück. Ein zusätzliches 650 Meter langes Gleis ergänzt zudem östlich davon die bestehenden drei Gleise. Der Gleisausbau schafft mehr Kapazität und erlaubt, dass die Züge möglichst kreuzungsfrei auf das jeweils optimale Gleis gelangen.