Quasi 20 anni dopo la firma del progetto, l'Unione Europea decide finalmente una data per l'inizio dei lavori, giugno 2011. L'urgenza di avviare i lavori porta a una massiccia militarizzazione della valle, le forze dell'ordine proteggere in modo permanente i cantieri.
Durante questo periodo, l'opposizione era onnipresente, come dimostrato dall'installazione della "Repubblica libera della Maddalena" il 22 maggio 2011, con campi, spazi per feste e dibattiti in un luogo chiamato Chiomonte dove in teoria inizia a lavorare. L'obiettivo è di occupare i futuri cantieri fino al 30 giugno, termine entro il quale l'Italia deve aver iniziato a beneficiare dei fondi europei. Questa è la nascita del festival "Alta Felicità" che si svolgerà ogni anno in seguito sotto forma di campeggio e festival. In risposta a questa occupazione del sito, nei giorni seguenti avranno luogo numerose richieste, opposizioni e scontri tra No TAV e la polizia.
Nel 2011 assistiamo anche a un'inversione di tendenza. Inizialmente, il governo italiano aveva dato il suo accordo per finanziare il 63% della parte internazionale della linea, tuttavia chiede alla Francia di rivalutare la distribuzione dei costi e di fissarla con un'uguaglianza del 50/50. La Francia rifiuta e l'unica soluzione sarebbe quella di dividere il progetto in fasi, tuttavia ciò significherebbe perdere il background europeo. Il 28 settembre i due Paesi raggiungono un accordo: l'Italia finanzierà il 57,9% della sezione internazionale e la Francia il 42,1%.
Dal 2012 possiamo vedere chiaramente la divisione del progetto in due assi fondamentali. Un primo asse internazionale, di 57 km, che prevede la partecipazione dell'Unione Europea per quanto riguarda il finanziamento della galleria di base e quindi della parte transfrontaliera gestita dalla società TELT. Il secondo asse è quello nazionale, di quasi 175 km, che sarebbe sostenuto dai paesi e che completerebbe l'asse internazionale. Queste rotte nazionali saranno sostenute rispettivamente dalla SNCF e dalla RFI. Infine, nel 2012 è stato pubblicato un ultimo "Quaderno" dedicato all'analisi costi-benefici della nuova linea, ma è stato duramente contestato da tecnici ed esperti, che hanno notato diverse incoerenze e anche una mancanza di basi scientifiche per cifre e coefficienti utilizzati nel calcolo, il che comporterebbe comunque un "profitto" minimo.
Il 26 gennaio 2012 si è verificato un anti-raid No TAV in tutta Italia con l'arresto di 41 persone all'alba. La solidarietà è immediata e massiccia in tutta Italia, a dimostrazione dell'ampiezza della rete che il movimento ha tessuto. Le dimostrazioni sono sempre più frequenti e la rabbia sta aumentando. Nel febbraio 2012 sono iniziate grandi ondate di espropri di terra in tutta l'area del progetto. L'attivista Luca Abbà sarà gravemente ferito negli scontri con la polizia e diventerà un altro simbolo della lotta. Gli attivisti TAV occuperanno stazioni e autostrade di entrambe le parti d'Italia per esprimere la propria insoddisfazione.
Il 2 marzo 2012, in risposta agli scontri nella Val de Susa, il presidente del consiglio Mario Monti ha incontrato François Hollande a Lione: "TAV, Italia e Francia firmano l'accordo - Il collegamento Torino Lione sarà completato in tempo".
Nel 2013, l'autore Erri De Luca, un sostenitore del movimento, è stato accusato di incitamento al sabotaggio da parte della società Lyon-Turin Ferrérale (LTF SAS). Il processo, aperto a Torino il 28 gennaio 2015, è rinviato al 16 marzo. L'accusa ha chiesto 8 mesi di carcere. Il verdetto verrà pronunciato il 19 ottobre 2015.
Sempre nel 2013, dopo un incontro a Roma, Letta e Hollande hanno dichiarato "per l'Italia e la Francia, il TAV Lione-Torino è una priorità".