1860年，在伦敦帕丁顿（Paddington）的法灵顿（Farringdon）街和毕晓普（Bishop）路之间建造的第一条长6公里的地铁开工，采用开挖回填的方法建造。
1863年1月10日全线通车，这就是世界上首条地下铁路系统——伦敦大都会铁路（Metropolitan Railway），运行第一年就载运了950万名旅客。由于当时电力尚未普及，所以此地下铁路须用蒸汽机车牵引，又因机车释放出的废气对人体有害，所以当时的设计师脑洞大开，隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。
1866年伦敦市利用格雷特黑德（J. H. Greathead）研制的隧道盾钻挖凿“管式”路线。隧道开得很深，以避免与建筑物基础或市政管道冲突和影响街道交通。原计画用缆索操作，后改用电力牵引。
1870年，伦敦开办了第一条客运的钻挖式地铁，在伦敦塔附近越过泰晤士河，但这条铁路并不算成功，在营运数个月後便因新通车的伦敦塔桥取代了大部分的旅客运量而废线。现存最早的钻挖式地铁则在1890年开通，亦位于伦敦，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，但最後用了电力机车，使其成为第一条电动地铁，同时早期在伦敦市内开通的地铁在1906年全数电气化。就英国其他城市而言，英国利物浦市于1886年亦开通穿越市中心并跨越默西河的地下铁路，并于1903年早于伦敦地铁率先实现了电气化，是世界上第一条实现电气化的地下铁路，但该地下铁路至今在行政和运营管理上尚未独立成城市地铁而仍属于英国国家铁路网的默西塞德郡通勤铁路。
1890年，第一条4.8公里的电气地铁开始运转。1900年伦敦开始建造更多的管式地铁，并对开挖回填式线路进行电气化改造。在第一及第二次世界大战期间，地铁车站发挥了防空掩蔽所的作用。其他许多城市都效法伦敦的榜样。苏格兰城市格拉斯哥则于1896年年底开通地铁。
1896年，当时奥匈帝国的布达佩斯开通了欧洲大陆的第一条地铁，共有5公里，11站，至今仍在使用。由于采用钢梁平板顶，因而位置较浅，节省了大量资金。
1898年巴黎开始建造一条长10公里的地铁，1900年法国的巴黎地铁开通，由于边温尼埃（Fulgence Bienvenue）工程师对开挖回填法的改进，加快了建设速度。新法是沿着线路按间隔开挖竖井，再从竖井下两侧开凿隧洞，洞内用砖砌筑基础以支承紧贴路面的木模板。这种建造顶拱的方法对地面交通干扰较少。巴黎地铁最初的法文名字是Chemin de Fer Métropolitain（法文直译意指“大都会铁路”，是从“Metropolitan Railway”直接译过去的，後来缩短成“métro”，所以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。
1895至1897年波士顿建成美国第一条地铁，长2.4公里。起初用有轨电车及无轨电车，后改为电气火车。1904年10月27日，当时世界最大的地铁系统在纽约市通车。1913年，位于南美洲的布宜诺斯艾利斯地铁建成通车。1930年代，莫斯科建立了地铁系统。1954年，加拿大多伦多市地铁通车。
1960年代在蒙特娄采用巴黎型轮胎车建筑了第二个地铁系统。亚洲的日本的东京、京都、大阪、名古屋等地先后于1927、1931、1933和1957年陆续建成地铁。
1965年7月1日，北京地铁一期工程正式开工，这是中国第一条地铁线路。1969年10月1日完工并运营，1969年11月，因路线供电方式有缺陷，发生大火（无人员伤亡）。路线改造後1971年1月15日继续运营。
1976年，美国旧金山海湾区建成采用全自动操纵的第一条高速地下铁道。同年，具有自动控制系统的华盛顿特区地铁正式开放。带有空调设备的轻型铝车厢由于设计完美的铁轨和车厢支承系统而更加平稳、迅速地运行，建筑美观和乘客安全等因素统一的地下车站也是现代列车和地铁建筑的特色。
1990年初，上海地铁开始兴建，到1993年开通第一条路线，截至2017年已经成为世界上规模最大的地铁网路。
伦敦地铁历史悠久，是世界第一个地铁系统。除部分路线外，列车行走的管道狭窄，车厢也是比标准的铁路车厢为窄和矮。很多车站月台和通道都是拱形的，像是一根根管子，被称为Tube。
一些较旧的地铁站，设备简陋，灯光昏暗，部分墙壁和天花剥落。伦敦地铁车厢除狭窄外，也是没有空气调节的。车厢主要通风来自车卡之间通道车门的车窗，或车卡旁边窗户的小窗。伦敦地铁行车不稳，噪音亦很大。车卡之间的通道是外露的，但有车门保护，车门上贴有告示，行车期间是不可以使用的。若想像香港地铁车卡之间站着大量乘客，在伦敦可不行了。伦敦地铁（或其他铁路）另外有一样很特别的地方，是它的车门是有开关按钮，如果你不去按钮开门，车门也许不会开启。当然，伦敦地铁也有它的好处。伦敦地铁网络四通八达，车站指示和车厢广播亦算充足，使用地铁前往目的地，一般不用害怕迷路。
巴黎地铁
巴黎的交通之便堪称世界之最。巴黎的地铁历史悠久，风貌别致，像一座深邃的地下博物馆，自1900年开辟第一条线以来，目前已拥有14条地铁线、5条穿越巴黎大区的郊区快线（RER A、B、C、D、E线），站台总数近300，像一张密集的网络罩住巴黎及外围城市。地铁是巴黎最方便的交通工具，乘坐地铁可以到达巴黎的任何一处，简单而方便。
纽约地铁
纽约地铁没有法国巴黎和英国伦敦的地铁历史早，但却是当代最大的都市地下铁路：全长722英里，每天载客450万。纽约地铁是从1900年开始建设，每一个路线55英尺宽，15英尺深。当时，两家私立的公司Interborough Rapid Transit Company (IRT)和Brooklyn-Manhattan Transit Company (BMT)为主。1953年，地铁的票价是15分。1966年，地铁大罢工。1968年开始，纽约州开始接管地铁，1982年，大都会捷运局（Metropolitan Transportation Author?鄄ity）控制地铁系统。
北京地铁历史纪录
1969年10月1日，我国第一条地下铁道——北京地铁建成通车。
很多到过首都北京的人都知道，就在北京城地下几十米的深处，还建设有一条道路，那就是北京地铁。一条四通八达的隧道中，风驰电掣般行驶着电动电车，这是新中国自行设计、自行施工、自行管理的第一条城市地下铁路。