Từ thực tế đó, Đảng bộ xã Tam Thăng đã chọn phương án xây dựng một hệ thống địa đạo ngầm liên hoàn bên dưới lòng đất. Kế hoạch được bắt đầu triển khai từ tháng 5-1965 đến cuối năm 1967 thì hoàn thành về cơ bản ở 9 thôn, mỗi thôn trung bình có 2km địa đạo, trong đó có chỗ hội họp, hầm chỉ huy, kho dự trữ lương thực, trạm cứu thương…

Khác với địa đạo Vĩnh Mốc (Vĩnh Linh) hay Củ Chi (Sài Gòn), địa đạo Kỳ Anh được đào ở vùng cát, do đó phải đào xuyên xuống tầng đất cứng (hoặc đất sét, hay đất kết von như đá ong) mới khỏi sụp lở, nghĩa là phải có bề dày trên 2m. Khó nhất là những đoạn xuyên qua suối, hồ nước, nhà dân. Nơi bố trí miệng hầm bí mật, ngoài sự kín đáo, bất ngờ còn phải có những người bám trụ hợp pháp để bảo vệ cảnh giới địch. Các mẹ có công lớn trong việc này như: Phạm Thị Tống, Lê Thị Khương, Châu Thị Thảo, Trần Thị Ngàn, Nguyễn Thị Túc, Phạm Thị Lời, Hồ Thị Hiến…

Địa đạo Kỳ Anh ra đời đã tạo lợi thế lớn cho phong trào chiến tranh du kích, góp phần cùng lực lượng vũ trang bao vây tấn công địch nhiều trận, mang lại hiệu quả cao, đồng thời làm hậu thuẫn cho các cuộc đấu tranh chính trị. Từ khi hình thành đến kết thúc chiến tranh (1965-1975), quân và dân Kỳ Anh đã đánh địch 1.052 trận, loại khỏi vòng chiến đấu 3.751 tên địch, trong đó có 55 tên Mỹ.

Địa đạo Kỳ Anh đã được Bộ Văn hóa - Thông tin công nhận là di tích lịch sử- văn hóa cấp quốc gia (Quyết định số 985- QĐ/VH ngày 27-5-1997)