天五区间地面建筑物密集，地下地质五花八门。右线单线长近2.1公里，2002年6月开工，隧道沿线经过华南干线元岗特大桥、广深铁路、水塘和密集建筑物群，穿越高强度岩层和不良地层，整个工程包括盾构施工、矿山法施工等多项工法，被称为广州市轨道交通三号线头号重点、难点工程，国内外专家也称罕见。

2003年12月开始，该区间盾构掘进遭遇孤石群、硬岩段、软岩段等恶劣的复合地质，施工进展一直缓慢，隧道左右线经常需要停机换刀，常常一停就是一个多月，有时甚至要停两个多月，一度成为制约三号线按时开通的咽喉工程。

盾构分体始发技术在广州盾构施工中首次采用，为盾构在城市建筑物密集区施工的摸索了经验。施工初期，由于场地十分狭小，造成了总长近80米的盾构机只能在长34.8米的始发井内始发。为了保证工期，工程技术人员在对始发方案进行了多次研讨，参考了国外类似的始发技术，最后确定了盾构分体始发方案，终于使盾构机在350米半径曲线上实现成功始发。

地铁公司称，天河客运站-五山站区间右线的贯通，对三号线全线2006年建成开通的推动作用很大。