Подготовительные работы к строительству метро развернулись весной 1932 года. В строительстве приняли участие шахтеры Донбасса, бетонщики Днепростроя, московские комсомольцы. Кузнецкий завод в Сибири делал рельсы. Крым, Урал, Средняя Азия посылали мрамор. Москва, Харьков, Ленинград изготавливали электродвигатели, аппаратуру и точные приборы, из Баку шел битум для изоляции, Кавказ и Волга снабжали цементом. Сооружение первой очереди было завершено к октябрю 1934 года.

Первый пробный поезд прошел по участку «Комсомольская» – «Красносельская» – «Сокольники» 4 февраля 1935 года. Первыми пассажирами стали лучшие метростроевцы. По всей трассе от «Сокольников» до «Парка культуры» (протяженность 11,6 километра) поезда проследовали 5 февраля 1935 года.

15 мая 1935 года началось пассажирское движение поездов на линиях «Сокольники» – «Парк культуры и отдыха имени М.Горького» и «Охотный ряд» – «Смоленская». Билет с порядковым номером «0001» в 7 часов утра 15 мая 1935 года купил мастер завода «Красный пролетарий» Петр Латышев.

Всего в первый день метрополитен перевез 370 тысяч человек. План строительства кольцевой линии Московского метрополитена был утвержден сразу после окончания Великой Отечественной войны. Было очевидно, что центральный пересадочный узел – «Охотный ряд» – «Площадь Свердлова» (ныне – Театральная) – «Площадь Революции» – нужно разгрузить. К тому времени, кроме этого пересадочного узла, существовал еще один – с станции «Библиотека им. В.И.Ленина» на станцию «Улица Коминтерна», но он был очень неудобен. Нужна была линия, которая связала бы воедино все остальные, имеющиеся и планирующиеся, линии.

Идея была подсказана картой Москвы: новую линию пустили вдоль Садового кольца. В 1950-е годы кольцевая линия метрополитена была построена. 1 января 1950 года вступил в эксплуатацию первый участок кольцевой линии протяженностью 6,4 километра.

Он состоял из станций «Парк культуры», «Калужская», «Серпуховская», «Павелецкая», «Таганская» и «Курская». 30 января 1952 года был принят участок от «Курской» до «Белорусской» (протяженность 6,9 километра). В 1954 году был сдан третий и последний участок «кольца» – от «Белорусской» до «Парка культуры».

Кроме того, в 1953 году было временно прекращено движение поездов на отрезке «Площадь Революции» – «Киевская», который был заменен участком глубокого заложения. Впоследствии участок мелкого заложения стал частью Филёвской линии. Теперь Московский метрополитен – это 305,7 километров пути и 185 станций, 44 из которых признаны объектами культурного наследия. Пассажиропоток Московского метрополитена является одним из самых высоких в мире. По количеству пассажиров, перевозимых в год, он уступает только Токийскому метро.

Плотность пассажиропотока Московского метрополитена в час пик достигает 7,7 человека на 1 м² площади вагона.

Московское метро использует ту же ширину колеи, что и обычные железные дороги в России — 1524 мм. Для подачи тока используется третий (контактный) рельс, на который подаётся напряжение 825 В постоянного тока (на шинах подстанций — не более 975 В, на токосъёмнике вагона — не менее 550 В).

Типичный путевой тоннель — однопутный, круглый в сечении с внутренним диаметром 5,1 м (в первых очередях — 5,5 м) или прямоугольный с внутренними размерами 4,16×4,4 м. Средняя эксплуатационная скорость поездов — 46-72 км/ч.