Als im Jahre 1844 die Eisenbahnverbindung zwischen den damals noch dänischen Städten Altona und Kiel eröffnet wurde, diente diese Strecke von Anfang an auch der Verbindung der beiden Häfen. Der Altonaer Hauptbahnhof wurde daher auch direkt am Elbhang errichtet. Die gleichzeitig errichteten Kaianlagen an der Elbe lagen allerdings etwa 30 m tiefer. Um diesen Höhenunterschied zu überwinden wurde zunächst eine langgezogene Rampe angelegt, auf der die Güterwagen mit einem Pferdegöpel, ab 1849 mit einer stationären Dampfmaschine und Seilzügen bewegt wurden. Erstmals im Hamburger Raum erhielt damit ein Hafen einen Eisenbahnanschluss, der den direkten Warenumschlag vom Schiff auf die Eisenbahn möglich machte. In der Nachbarstadt Hamburg war dies erst etwa 20 Jahre später nach der Eröffnung des Sandtorhafens möglich.
Um 1870 war das Güteraufkommen so weit gestiegen, dass die Hafenbahnstrecke ausgebaut werden musste. Ein 395 Meter langer Tunnel wurde unter dem Elbhang angelegt. Durch diesen Tunnel konnten die Güterzüge die Kaigleise direkt erreichen, was die Transportleistungen erheblich vergrößerte. Mit dem Ausbau des Altonaer Hafens zum Fischereihafen entwickelte sich das inzwischen preußische Altona zu dieser Zeit zum Zentrum der deutschen Fischindustrie. Die zahlreichen Räuchereien und fischverarbeitenden Betriebe in Altona und Ottensen wurden auch über die Hafenbahn und den Tunnel beliefert, was ihm im Volksmund den Namen Schellfischtunnel einbrachte.
Mit der Verlegung des Altonaer Bahnhofs nach Norden im Jahre 1895 musste auch der Hafenbahntunnel auf nun 961 Meter verlängert werden. Die Verlängerung verläuft unter der heutigen Max-Brauer-Allee. Um das immer weiter steigende Güteraufkommen zu bewältigen, wurde der Tunnel 1911 als eine der ersten Eisenbahnstrecken in Deutschland für den Betrieb mit elektrischen Lokomotiven hergerichtet.
Die E-Loks wurden 1955 von Dieselloks abgelöst. Inzwischen war der Verkehr immer weiter zurückgegangen. 1978 stellte die Deutsche Bahn den Betrieb ein. Die Altonaer Hafenbahn wurde vom Hamburger Amt für Strom- und Hafenbau übernommen und noch bis Anfang der 90er Jahre weiter betrieben. Zuletzt verkehrten die Züge nur noch sehr unregelmäßig nach Bedarf. Das Transportvolumen war von jährlich 150.000 Tonnen in den 20er Jahren auf nur noch etwa 6.000 Tonnen im Jahr 1986 gesunken. 1993 gab dann der letzte Betrieb am Altonaer Elbkai seinen Gleisanschluss auf. Der Betrieb der Altonaer Hafenbahn und des Schellfischtunnels wurde eingestellt.
1999 wurden Teile des Tunnels innen mit Beton verstärkt, um eine Einsturzgefahr zu bannen. In den folgenden Jahren wurden immer wieder verschiedene Konzepte für eine neue Nutzung als Verkehrsweg vorgeschlagen, diskutiert und wieder verworfen. Auch eine endgültige Verfüllung des Tunnels ist immer wieder im Gespräch. Verwirklicht wurde von all dem bis heute nichts. Der Tunnel liegt seit Jahren im Dornröschenschlaf.
Die erhaltenen Reste der Altonaer Hafenbahn mit dem Schellfischtunnel als ihrem wichtigsten Bauwerk gelten heute als technikgeschichtliches Denkmal ersten Ranges aus der Frühzeit des modernen Verkehrs. Der Verein Hamburger Unterwelten freut sich deshalb ganz besonders über die seltene Gelegenheit, das Bauwerk gemeinsam mit dem Verein zur Rettung der Hafenbahn Hamburg-Altona der Öffentlichkeit vorstellen zu können.
