巴黎地铁的橡胶车轮世界上首条地下铁路系统是在1863年开通的伦敦大都会铁路 Metropolitan Railway。当时电力尚未普及，所以即使是地下铁路也只能用蒸汽机车。由于机车释放出的废气对人体有害，所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。
到了1870年，伦敦开办了第一条客运的钻挖式地下铁，在伦敦塔附近越过泰晤士河。但这条铁路并不算成功，在数月后便关闭。
现存最早的钻挖式地下铁路则在1890年开通，亦是伦敦，连接市中心与南部地区。最初铁路的建造者计划使用类似缆车的推动方法，但最后用了电力机车，使其成为第一条电动地下铁。早期在伦敦市内开通的地下铁亦于1905年全数电气化。
法国巴黎的巴黎地铁在1900年开通，最初的法文名字Chemin de Fer Métropolitain是从Metropolitan Railway直接译过去的，后来缩短成métro，所以现在很多城市轨道系统都称metro。俄罗斯的地铁也顺理成章，只是改用了西里尔字母，称为Метро。
亚洲最早的地下铁路在日本东京，于1927年开通。此外，土耳其伊斯坦布尔的第一条地铁修建于1910年（隧道开挖于1875年，1910年以前使用马车），但因该城市坐落在欧洲，因此没有被算作亚洲第一条地铁。
非洲最早的地下铁路在埃及开罗，1987年开通。
中国大陆第一条地下铁路是1969年开通的北京地铁。
香港的地铁在1979年开始投入服务。
新加坡第一条地铁在1987年开通。
台湾的第一条捷运是于1996年开通的台北捷运木栅线。
朝鲜半岛的第一条地铁在平壤于1968年动工，1973年9月6日第一条地铁线路千里马线（Chollima Line）通车。
世界最深的地下铁路
有些城市的土质不稳，或者为了战略需要，隧道要挖得特别深。俄罗斯圣彼得堡的地下铁路一般都超过100米深。
然而，世界最深的地下铁路车站并没有定论：
圣彼得堡本身的其中三个地下铁路车站都有可能是全世界最深的。
俄罗斯首都莫斯科和乌克兰首都基辅都各有一极深的站。两站都是建在山下的。
朝鲜首都平壤亦有一地下铁路站能角逐此位，它的最深处达地下200米，平均深度亦达100米。
