上海轨道交通的发展，经历了一条从有到无、由线成网的开拓之路，开创性地提出了网络化发展理念，走出一条符合上海实际的网络化发展之路。
1 最初的萌芽
早在1956年8月23日，上海市人民委员会市政建设交通办公室就提出《上海市地下铁道初步规划（草案）》，就上海修建地下铁道的必要性、线路规划的原则、造价估算、修建措施等作了初步论证规划。1958年，成立了上海市轨道交通工程建设筹建组，从各设计院抽调了一大批领导干部和技术人员，专门从事上海轨道交通的筹建工作。1960年，以上海隧道工程局为主体的地下铁道盾构掘进试验段正式在浦东塘桥段开工。1963年，形成了国内盾构施工的基本工法，形成了上海轨道交通施工的一些基本技术。塘桥试验段的成功，验证了上海的软土地质建造地铁的可行性。
Φ4.2m试验盾构
塘桥浅层隧道试验工程施工情况
1964年以后，由于战备的需要，又提出了“平战结合”的原则，在衡山路及现衡山公园下方实现了扩大实验，以中埋的深度（35m以下）实施一站一区间。1978年“文化大革命”结束后，被迫停工的上海地铁迎来转机，地铁1号线漕宝路车站又进行了试验段工程，“一站一井一区间”工程正式拉开帷幕，到1983年基本完成了整个试验段工程。所有这些前期的技术储备工作，为后续地铁1号线的技术方案奠定了基本条件。
衡山公园地下试建第一座地铁站
地铁试验段衡山路临时列车
2 网络初期建设
党的十一届三中全会以后，上海加快经济发展，加强基础设施建设，建设一流的城市交通命脉。根据整个城市建设规模的发展，以及当时上海市交通的实际情况，迫切需要解决市民出行难的问题。
(1) 1号线的建成实现上海地铁零的突破
上海地铁l号线的建成实现了上海地铁零的突破，圆了上海市民多年的地铁梦。
1983年初，上海市基本建设委员会、上海市科学技术委员会组织有关专家探讨上海建设多平面、大容量快速有轨交通工程；4月，上海市计划委员会向上海市政府上报《关于建设本市南北快速有轨交通项目建议书》；8月19日，市政府批准项目建议书，并成立上海市南北快速有轨交通线项目筹备组，组织有关单位和国内外专家开展南北快速有轨交通线项目的可行性研究。
1986年7月4日，市政府向国务院上报《上海市人民政府建设新龙华至新客站地下铁道工程项目建议书）；8月14日，国务院批准该建议书。1988年2月，国务院批准该项目立项；2月l2日，上海市地铁工程指挥部成立。1990年1月19日，国务院批准上海地铁1号线工程动工。
1993年1月10口，首列列车（6辆车编组）进入上海地铁l号线南段（锦江乐园站---徐家汇站）区间上行线正式调试，共5座车站，全长6.6km，上海地铁实现了零的突破；4月9日开始对外售票观光试运营：1994年3月1日，地铁1号线南段实现全日试运营；12月28日，地铁l号线中、北段（衡山路站---上海火车站站）上行线对社会开放，开行观光列车。1995年4月10日，市人民政府在地铁人民广场站举行地铁l号线通车庆典。地铁l号线由锦江乐园站至上海火车站站，全长16.1km，设13座车站。
此后，地铁1号线分别向南和向北进行延伸。1997年7月1日1号线向南延伸至闵行区莘庄站1号线全线联通运营。1号线全线车站增加到16座，全程运营里程增加到21.3km。2004年12月28日，我国首例采用高架道路与地铁线路垂直合一、综合利用空间形式的地铁l号线北延伸段（上海火车站站一共富新村站，长12.43km，新增车站9座）通车试运营。
(2) 2号线联通浦江两岸
2号线快速联通黄浦江两岸交通，对于促进浦东的开发开放发挥了很大的 作用。
1995年1月11日，地铁2号线一期工程可行性报告经国务院批准。1996年，2号线部分车站相继开工。1997年地铁2号线一期工程12座车站全面开工。
2000年6月I1日，在浦东开发开放10周年之际，市委、市政府在杨高南路站（现为上海科技馆站）地面广场举行2号线一期工程通车仪式。2号线一期工程西起浦西静安寺站，东到浦东龙东路站（现名：龙阳路站），共设12座车站，浦江两岸各6座，运营线路长为15.646km：2号线与轨道交通l号线在人民广场站构成十字相交的运营格局。12月26日，2号线东延伸到张江高科站，全线车站增加到13座，全线里程增长到19.lkm：2006年12月30日，轨道交通2号线西延伸由 中山公园站到淞虹路站通车试运营。
2号线向东延伸到浦东国际机场，向西延伸到虹桥国际机场。目前，是上海 轨道交通全网巾客流量最大、最繁忙的一条线。
(3 )首条高架轨道交通3号线的建设
3号线是全国首条城市高架轨道交通线路，有效解决了城市道路与铁路交叉的干扰问题。有别于l号、2号线全程在地下或地面运行，3号线是一条高架线路。最初，上海市民更习惯称它为明珠线。
2000年8月8日，轨道交通明珠线一期工程（3号线）首列列车上线调试；12月26日，实行试通车。该线南起上海南站，北至江湾镇，长24.97km，设19座车站，是全国第一条城市高架轨道交通线路。该线投入运营后，上海轨道交通 运营总里程达65km．日均客运量达98万人次。
2006年12月18日，轨道交通3号线向北延伸至江杨北路，全长40,2km，运营车站数为29座。
3 轨道交通基本网络的形成
轨道交通l号线南北延伸段、2号线、3号线、4号线“C”字形、5号线的陆续建成投入运营，到2005年底，上海城市轨道交通运营线路达到5条，运营线路长度约123km，基本形成了“申”字形网络基本骨架，轨道交通网络雏形初具。2015年，40km的三条延伸段11号线、12号线、13号线的通车，标志着上海轨道交通基本网络的全面建成，这是上海城市发展的一个重要里程碑。路网规模达到617km、15条线路、366座车站（均含磁浮）。地铁建设快速发展，给上海市民出行带来了极大便利，上海地铁已成为公共交通的骨干网络，2015年地铁客流占整个公共交通出行的45%以上。
(1) 近期建设规划
2004年上海市政府审议批准《上海市城市快速轨道交通近期建设规划（2005-2012年）》，即在2005-2012年间新建10条快速轨道项目（含既有延长线），线路长度389km，总投资1439亿元。2005年7月，国家发展和改革委员会批复了《上海市城市快速轨道交通近期建设规划（2005-2012年）》。
(2) 体制沿革
1985年3月16日，隶属于上海市市政工程管理局的上海市地铁公司（简称地铁公司）成立，接替上海市南北快速有轨交通线项目筹备组的地铁工程项目可行性研究。
1991年12月24日，上海市地铁运营公司成立，承担将要开始的上海地铁线路的接收、运营和管理职能。1992年10月，上海市地铁总公司成立，与上海市地铁工程建设指挥部实行两块牌子、一套班子，隶属上海市市政工程管理局。已成立的上海市地铁工程建设处、上海市地铁运营公司等单位隶属上海市地铁总公司。1998年10月29日，上海市地铁工程建设处更名为上海市轨道交通管理处。
2000年，市政府批准正式启动轨道交通投资、建设、运营、管理“四分开”的新体制改革方案，上海市地铁总公司撤销，轨道交通行业管理职能归属上海市城市交通管理局；投资职能由新组建的上海申通集团公司承担；地铁建设由新组建的上海地铁建设公司承担；地铁运营管理由新组建的上海地铁运营有限公司和上海现代轻轨经营发展股份有限公司承担。4月28日，举行了上海申通集团公司、上海地铁运营有限公司、上海地铁建设有限公司、上海现代轻轨经营发展股份有限公司4家单位成立揭牌仪式。2002年，上海现代轻轨经营发展股份有限公司更名为上海现代轨道交通股份有限公司，负责轨道交通5号线的运营管理，标志着上海轨道交通在纵向四个分开的基础上，运营市场横向适度竞争格局初步形成。
为了确保中国上海2010年世博会前建成400km轨道交通基本网络，进一步完善轨道交通投资、建设、运营管理体制，2004年9月，成立上海申通地铁集团公司，将上海地铁建设公司整体并人申通地铁集团，并于2005年9月1日更名为上海申通地铁集团有限公司。随后，上海地铁运营有限公司、上海现代轨道交通股份有限公司又分别于2005年、2007年划归上海申通地铁集团公司管理。
2009年2月，申通地铁集团撤销地铁运营有限公司、现代轨道交通公司建制，设立上海地铁第一运营有限公司、上海地铁第二运营有限公司、上海地铁第三运营有限公司、上海地铁第四运营有限公司四家全资子公司，作为所管辖线路和车站的运营安全、窗口服务和现场应急处置的责任主体。
2008-2010年，申通地铁集团先后组建成立上海轨道交通维护保障中心、上海轨道交通培训中心、上海轨道交通资金管理中心、上海轨道交通技术研究中心、上海轨道交通资产管理中心、上海轨道交通信息管理中心、上海轨道交通运营管理中心和上海轨道交通建设管理巾心，标志着以“八个中心”为骨架的上海轨道交通网络管理功能体系基本形成。
(3) 世博会成为上海轨道交通快速发展的源动力
2002年，上海获得2010年世博会举办权后，上海轨道交通迎来了快速发展的新机遇。随后，上海市委、市政府作出把“安全、快速、大容量”的轨道交通作为上海城市公共交通主力的战略决策，在方便市民出行的同时，迎接世博盛会的到来。
在2010年前，主要围绕解决世博会交通问题重点抓好相关轨道交通线路建 设2004年，市委、市政府提出，在世博会前，用5年多的时间，建成由1l条线路组成、总运营里程达到400km的宏伟目标。上海轨道交通的建设拉开决战序幕，2号线东延伸、7号线一期、二期、8号线一期、二期、9号线一期、二期、10号线、11号线北段一期以及13号线世博段工程相继开工建设，并在2010中国上海世博会召开之前投入试运营，运营线路总长度达到425km，车站为273座。2005-2010年期问，上海轨道交通新增运营里程数达到324km。
世博会184天期问，上海轨道交通全面完成了市委、市政府提出来的“成功、精彩、难忘”这个任务，其中轨道交通13号线为世博园区轨道交通专用线，11条市内轨道交通线路形成的轨道交通网络连接了海市中 心城区9个区的重要交 通枢纽、旅游集散中心、学校、商圈及浦东、闵行、宝山、嘉定、松江、青浦等 区的部分区域。
(4) 网络化发展理念的提出
上海世博会的召开，需要上海在短短几年时间内快速形成城市轨道交通运营网络，而网络化发展又有别于以往的单线建设思路。从规划的角度来看，网络与单线最大的不同之处在于如何发挥网络集约优势，优化布局好网络中的各条线路、各类设施设备，搭建好服务未来网络运营管理的功能性平台，同时配合网络管理平台建设，形成信息化高速传输网络，从而为将来的网络化运营提供良好的管理基础。
2005年伊始，上海第一支从事城市轨道交通网络化研究的专业团队成立。这些来自规划方、设计方、建设方、运营方以及相关高校、科研院所的最顶尖的行业专家史无前例地坐在了一起，共同探讨和谋划上海轨道交通未来发展蓝图。在短短一年多时间内，这只团队打破了传统思维模式的束缚，按照“总体把握、统筹研究、综合平衡、整体最优”的原则，提出了若干有开创意义的网络发展理念。如在国内尚无轨道交通网络化管理经验的背景下，开创性地提出了上海轨道交通应该按照两层管理模式进行管理，即在线路层管理机构（分线控制中心OCC）之上，再构建一个能够协调网络整体运营的网络协调控制中心与应急中心( COCC/ETC)，能够对轨道交通网络运营进行集中控制和管理，从而提高管理效率和效能。又如以轨道交通网络运营、管理模式和系统专业的资源共享为重点，综合系统的提出了网络建设指导意见和相关解决方案。其中网络控制中心在网络发射状和环线状结合的拓扑结构基础上，提出8个线路控制中心和1个网络协调指挥和应急中心“8+1”格局规划，整合后可有效避免建设规模扩大化和重复建设。通过供电系统资源整合，整个网络减少11个110kV受电点，节约土地约1.3hm2，节省投资约15亿元。车辆基地共享后，节约土地约200hm2。
2007年6月12日至13日，由中国交通运输协会城市轨道交通专业委员会主办、上海申通地铁集团有限公司承办的“2007中国轨道交通论坛（上海）--城市轨道交通网络化建设与运营”在上海东郊宾馆隆重举行。市委常委、副市长、上海轨道交通建设指挥部总指挥杨雄出席开幕式并致辞。来自全国各地15个省市的专家同行参加了此次论坛。
(5) 市域线的建设
上海市轨道交通16号线（原11号线南段）是上海市轨道网络中构成线网主要骨架的市域线之一，线路全长59km，在网络中具有重要的地位。线路自浦东新区经南汇区至临港新城滴水湖畔，串联了南汇区内周康综合经济区、航新商贸区、惠南科教经济区、大团都市农业区四大片区，线路将上海市规划建设的临港新城与中心城紧密地联系起来，将极大地促进临港新城的建设。市域轨道交通在线路特征、规划功能定位、客流分布特征、运营组织模式等方面与其他轨道交通线路相比有其特殊性，需要根据市域轨道交通线路特点和客流出行特征，研究确定适当的时间目标，选择合理的设计最高速度，充分体现轨道交通对新城地区发展的引导功能，对市域轨道交通自身的运营效益也具有十分重要的意义。
2008年，上海地铁开始了国内第一条市郊线路的研究工作。16号线客流具有强度较低、平均乘距长、高峰和平峰客流差异较大、呈现潮汐现象的特征，主要以组团客流交换为主，直达客流占全线客流的比例达到32%，具有开行快车的需求。针对该情况，一方面，针对郊区乘客需要快速到达市中心的需求，提出了120km/h的最高速度设计值，适应郊区线路站间距大、速度高的特点，另外创新性的城市轨道交通中设计了开行直达车、大站车和普通车的快慢车组合运营的模式，有效地节省了乘客总的出行时间，也减少了车辆的配置数量，使上海地铁平均旅行速度提升40%．可实现临港新城至罗山路33min直达并与已有轨道交通网络换乘。车辆选型在初、近、远期分别按3节和3+3节的灵活编组，远期高峰时开行6节编组，平峰时开行3节编组车辆，提高了运营服务水平和运营效益，达到降低综合成本的效果。
另外，针对常规地铁区间多采用内径5.5m的盾构隧道，当列车时速高达120km时隧道内将产生“活塞风效应”，隧道内压力变化将导致乘客耳膜不适，甚至可能损害设备与结构的情况，发明一种带隔墙的“单洞双线”结构形式，即通过在大断面盾构隧道中央设置中隔墙分隔上下行车线，实现“单洞双线”。
与传统的地铁区间隧道相比，新的结构形式在隧道通风方面，活塞风量的增加有利于有效排除列车运行余热而使隧道温度降低；在压力控制方面，消除区间进出洞处、过中间风井处最不利错车工况下的压力变化叠加带来的舒适度影响；在安全疏散方面，在纵向应急通道宽度较窄的约束条件下，每隔300m设置一组相邻区间的旁通门，增强系统的安全性，且无须设置众多的中间逃生井或辅助隧道。
(6) CBTC系统的应用
自1993年上海地铁1号线开通至今，上海地铁信号系统制式经历l号线的固定闭塞（音频轨道电路），2号、3号，4号、5号线的准移动闭塞（数字轨道电路）和6号、7号、8号、9号、10、11号、12号、13号、16号线的移动闭塞（基于无线通信的列车自动控制系统，简称CBTC系统）三个阶段。CBTC作为世界上城市轨道交通信号控制系统发展的尖端技术，伴随着2007-2009年的“新五线”（6号、7号、8号、9号、11号线）开通，已然成了上海轨道交通信号系统的主流制式。
该系统可实现车一地间的双向通信，并且具有传输信息量大，传输速度快，大量减少区间敷设电缆，减少一次性投资及减少日常维护工作，大幅度提高区间通过能力，灵活组织双向运行和单向连续发车，容易适应不同车速、不同运量、不同类型牵引的列车运行控制等优点。CBTC系统在上海轨道交通的成功应用也并非一蹴而就。由于工期紧以及CBTC技术成熟度等问题，6号、8号、9号线在2007年开通初期仍采用厂“双红灯防护”的点式后备模式运行。随着2009年底的7号、11号线一次性开通CBTC系统，6号、8号、9号线也陆续通过系统割接的方式开通CBTC系统，至此，上海轨道交通正式步入CBTC时代。CBTC系统正线追踪间隔达到90秒，最小行车间隔达到120秒。目前，上海轨道交通5号线已明确将采用CBTC系统替代既有的轨道交路设备进行更新改造；上海轨道交通2号线涉及CBTC系统的叠加、替代改造方案也正在紧锣密鼓的研究中。
(7) 无人驾驶系统
上海轨道交通10号线（一期）线路全长36km，共设3l座车站，整条线路均在地下，起点为上海东北角的新江湾城，终点为上海西南角的虹桥机场，途经 虹桥综合交通枢纽、虹桥经济开发区、老西门地区、核心城区中央商务区、老城厢豫园地区、江湾五角场城市副中心、新江湾城第三代国际社区，经过了虹桥路、复兴路、河南路、四平路、淞沪路等客运交通走廊和大型客流集散点，因此被称为“最黄金线路”。
2010年，上海轨道交通10号线开通运营。2014年，全自动驾驶技术投用，至此全国第一条全自动驾驶系统正式投用。该技术通过高度集成车辆、信号、通信、设备监控等关键系统，实现轨道交通列车控制、运营及维护等领域跨专业、跨技术的协同作业，辅之以现代化运营管理及运维原则，结合智能化车辆段、综合监控ISCS系统等达到运行自动化、控制智能化、系统集成化、管理集约化、技术自主化的目的。该技术的应用实现了轨道交通运营、管理和维护一体化的新型管理模式。
全自动驾驶技术投用后，上海轨道交通10号线平均正点率和兑现率均达到了99.9%，平均周转时间缩短600秒，平均折返时间缩短60秒，平均旅行速度提升2.73km/h，平均出人库时间缩短至130秒，在同等服务质量情况下配车数量减少了3列，每公里配员数减少15人。与常规线路相比，平均无故障里程提高448.8%，平均旅行速度提升7.8%、出入库时间减少50%。
(8) 标准化建设的发展
上海申通地铁集团2010年制定《十二五发展战略规划纲要》，提出标准化建设总体构想，率先成为全国轨道交通行业第一家国家级标准化试点单位。2011年，开展“上海城市轨道交通网络标准体系”规划研究和“集团企业标准体系”编制工作。2012年成立集团、直属单位两级标准化委员会、标准化室和标准实施体系，创建集团、公司、线路（车间）、车站（班组）各层级的标准实施体系，覆盖全集团19部门、9家直属单位、7l处线路和车间、556个车站和班组，体现分级实施的重点和标准实施的需求。
2013年建立运营服务标准体系，完成第一批215项集团级标准发布，正式启动标准体系建设工作。2014年标准体系试运行，获得国家级社会管理和公共服务综合标准化试点项目，完成3089项标准转换和新编。
2015年标准体系正式实施，涵盖“通用基础标准、运营服务提供标准、运营服务保障标准”3个体系和20个子体系。通过标准体系的建立和实施，牢固树立“用标准规范作业和管理，用标准化保障运营安全、提升服务质量”的责任共识，为加速实现集团“国内领先、国际一流”战略目标夯实了坚实的制度基础。
4 在建及未来网络
根据上海交通白皮书上的规划，未来上海轨道交通网络规模至2020年将达到800km以上，形成500余座车站的庞大轨道交通网络，轨道交通客流占整个公共交通出行的要达到60%以上。目前，轨道交通新一轮216km．5号线南延伸（东川路站至南桥新城）、8号线三期（沈杜公路站至汇臻路站）、9号线三期东延伸（杨高中路站至曹路站）、10号线二期（新江湾城站至基隆路站）、13号线二期（长清路站至华夏中路站）、13号线三期（中科路站至张江路站）、14号线（封浜路站至桂桥路站）、15号线（顾村公园站至紫竹园区站）、17号线（虹桥火车站至东方绿舟站）、18号线一期（长江南路站至航头站）共9条新线建设已经全面展开，在全体建设者的努力下，上海轨道交通建设多点开花，全面铺开，正在全速奔向800km。未来，将进一步提高上海中心城区的站点密度，提升车站换乘能级，为周边市民乘客的出行提供便利。