La première étape de la réfection globale A5 Colombier – Cornaux fut vouée à la partie Colombier – Serrières, au Sud-Ouest de l'agglomération neuchâteloise. Ce tronçon comprenait un élément de route nationale de 3e catégorie (c'est-à-dire également ouvert à la mobilité douce). Ce dernier est aujourd'hui remplacé par le tunnel de Serrières, ouvert à la circulation depuis début 2014.

Les travaux comprirent l’assainissement et la remise à niveau technique de cette partie de l’autoroute comprenant notamment les jonctions d’Auvernier et Neuchâtel-Ouest ainsi que la trémie de Colombier, le viaduc de Colombier, le passage supérieur de la Brena et la tranchée d’Auvernier. Ils furent effectués de mars 2012 à septembre 2013.