Presque 20 ans après la signature du projet, l’Union Européenne décide finalement une date pour le début des travaux, juin 2011. L’urgence de la mise en place du début des travaux porte à une militarisation massive de la vallée, des forces de l’ordre protègent en permanence les sites de construction.
Durant cette période l'opposition est omniprésente, comme le démontre l'installation de la "Libre république de la Maddalena", le 22 mai 2011, avec des campements, des espaces de fêtes et de débats dans un lieu-dit de Chiomonte où doivent en théorie démarrer les travaux. Le but est d'empêcher ceux-ci jusqu’au 30 juin, date limite à laquelle l’Italie doit les avoir commencés pour bénéficier des fonds européens. C’est la naissance du festival "Alta Felicità" qui aura lieu tous les ans par la suite sous forme de camping et festival. En réponse à cette occupation des lieux, de nombreuses revendications, oppositions et affrontements entre No TAV et forces de l'ordre auront lieu les jours suivants.
En 2011, on assiste par ailleurs à un revirement de situation. Initialement, le gouvernement italien avait donné son accord pour financer 63% de la partie internationale de la ligne, cependant il demande à la France de réévaluer la répartition des coûts et de fixer celle-ci à une égalité 50/50. La France refuse et l’unique solution serait de diviser le projet en phase cependant cela signifierait perdre le fond européen. Le 28 septembre les deux pays trouvent un accord : l’Italie financera 57,9% de la section internationale et la France 42,1%.
A partir de 2012 on voit nettement la division du projet en deux axes fondamentaux. Un premier axe international, de 57km, qui prévoit la participation de l'Union Européenne en ce qui concerne le financement du tunnel de base et donc de la partie transfrontalière géré par la société TELT. Le deuxième axe est celui national, de près de 175km, qui serait à charge des pays et qui viendrait compléter l'axe international. Ces axes nationaux seront à la charge respectivement de la SNCF et de la RFI. Enfin, un dernier "Quaderno" consacré à l'analyse coût-bénéfice de la nouvelle ligne été publié en 2012, mais a été contesté très durement par des techniciens et experts, qui ont relevé plusieurs incohérences et aussi un manque de fondement scientifique pour des chiffres et des coefficients utilisés dans le calcul, qui de toute façon aurait pour résultat un "bénéfice" minime.
Le 26 janvier 2012 une rafle anti No TAV se déroulera dans toute l’Italie avec l'arrestation à l’aube de 41 personnes. La solidarité est immédiate et massive à travers toute l’Italie, démontrant l’ampleur du réseau que le mouvement a su tisser. Les manifestations sont de plus en plus fréquentes et la colère monte. En février 2012 commencent de grandes vagues d’expropriations de terrains se trouvant tout autour de la zone du projet. Au cours des oppositions avec les forces de l’ordre, un militant, Luca Abbà, sera grièvement blessé et deviendra un autre symbole de la lutte. Les militants No TAV occuperont les gares et les autoroutes de part et d’autre d’Italie pour exprimer leur mécontentement.
Le 2 mars 2012, en réponse aux affrontements dans le Val de Suse, le président du conseil Mario Monti rencontre François Hollande à Lyon : "TAV, Italie et France signent l’accord – La liaison Turin Lyon sera réalisée dans les temps impartis".
En 2013, l'auteur Erri De Luca, solidaire du mouvement, est accusé d'incitation au sabotage par la société Lyon-Turin Ferroviaire (LTF SAS). Le procès, ouvert à Turin le 28 janvier 2015, est reporté au 16 mars. Le parquet demande 8 mois de prison ferme. Le verdict est prononcé le 19 octobre 2015 : l'écrivain est relaxé.
Toujours en 2013, après une rencontre à Rome, Letta et Hollande déclarent "pour l’Italie et la France, la TAV Lyon-Turin est une priorité".