I 1991 færdiggjorde en komité arbejdet med en trafikplan for Københavns centrum og området omkring. Denne plan indeholder beskrivelser af en forbindelse mellem de centrale dele af København og Amager. Forbindelsen skulle sammenkæde det centrale København med både Øst- og Vestamager og således også den nye Ørestad og lufthavnen i Kastrup. Strækningen til sidstnævnte skulle til dels føres ad Amagerbanens trace.

I 1992 blev Ørestad-konceptet fremlagt sammen med den specielle lov Ørestadsloven, som blev vedtaget samme år. Med Ørestad bliver New Town-konceptet brugt for første gang i Danmark. Ideen er at bygge trafikinfrastrukturen før bygningerne i byen. Ved at sikre gode trafikale forbindelser til den nye by eller bydel ville man anspore firmaer til at bygge egne nye bygninger og på den måde skabe bydelen. I tilfældet med Ørestad skal indtægterne fra salg af grunde bruges til at støtte konstruktionen af den trafikale forbindelse. I 1993 blev Ørestadsselskabet grundlagt med Københavns Kommune og staten som ejere.

En relevant diskussion tilbage i 1991 var om denne nye trafikale forbindelse skulle bestå af en minimetro, et sporvejssystem eller et letbanesystem. Mens loven om Ørestad angav den ovenfor nævnte linjeføring, lod den valget af system stå åbent til yderligere diskussion.

Minimetroløsningen er et automatisk styret system uden fører ombord. I stedet forefindes servicemedarbejdere som hjælper passagerer, kontrollerer billetter mv. (senere kendt som Metro-stewarder). Således benyttes al pladsen i toget til passagererne. I de centrale dele af København kører metrotogene i tunneller under jorden. Fordelene ved dette system inkluderer korte tidsrum mellem togene (som følge af kort afstand mellem dem) på ned til 100 sekunder, hvilket tillader brugen af kortere tog og perroner. Hermed kan omkostningerne blive lavere. Togene strømforsynes af en tredje strømskinne (750V jævnstrøm), hvilket tillader en mindre tunneldiameter, hvilket medfører lavere omkostninger til at bygge tunnelerne. Minimetroen kører på spor, som kun bruges af metroen selv, og er således helt isoleret fra anden trafik.

Sporvejsløsningen er et førerbetjent system, som kører i gadeplan med en planlagt 160 sekunder mellem sporvogne, eller det samme som omkring to gentagelser i et trafiksignal. Systemet ville blive tilpasset til trafiksignalerne på gaden, så der altid ville være grønt signal for sporvognene. Sporvognene ville benytte 750V jævnstrøm og blive strømforsynet ved hjælp af køreledninger. I de centrale dele af København ville sporvognene køre blandt anden trafik mens de udenfor ville køre i eget trace.

Letbane eller light rail-løsningen er en kombination af minimetroen og sporvejssystemet. I det centrale København ville togene køre i underjordiske tunneller, og udenfor den centrale del ville de køre i eget profil i gadeplan. Togene ville nødvendigvis blive strømforsynet af køreledninger, da de kører i gadeplan - og derfor ville tunneldiameteren være en del større end ved minimetroen. Ligesom med sporvejssystemet ville der være 160 sekunder mellem togene i myldretiden, hvilket også nødvendiggør længere tog og tunnelperroner.

Følgende argumenter for valget af minimetroen som løsning gjorde sig gældende:

• Generer ikke bilisterne
• Systemet har en formodet stor evne til at tiltrække passagerer, idet der er mulighed for høj rejsehastighed, toghyppighed, stabilitet og sikkerhed
• Bedre miljø i byen på grund af lav støj, lavt vibrationsniveau, lav forurening, ingen visuelle gener mv.
• Lav risiko for ulykker
• Få ubekvemmeligheder for borgere under konstruktion og brug.

Gennemsnitshastigheden inklusive stop på stationer er 40 km/t for minimetroens vedkommende, 35 km/t for letbaneløsningens og 25 km/t for sporvejssystemets.

Detaljerne for minimetro-systemet, som fx eksakte placeringer og navne på stationerne på den første del af Metroens strækning fra Nørreport Station til hhv. Lergravsparken og Vestamager, blev fastlagt midt i 1996. Et nyt joint venture-firma, COMET, blev grundlagt. Dette firma - The Copenhagen Metro Construction Group - var ansvarlig for at bore tunnelerne og konstruere dele af tunnelstationerne. COMET bestod af medarbejdere fra seks firmaer fra forskellige lande. Som følge af den store mængde af internationale medarbejdere, var hovedsaglig engelsk blevet brugt under konstruktionen.

Tunnelerne var det første, der blev konstrueret. En tunnelsektion vejer 3100 kg og har en indre diameter på 4,9 meter. Der er seks betonelementer i tunnelcylinderen, og skinnerne monteres direkte på disse, uden sveller på tværs af skinnerne.

Tre forskellige metoder blevet brugt til at konstruere tunnelerne.

Tunnelboremaskinemetoden er den metode, som er ansvarlig for hovedparten af tunnelerne i metroen. En TunnelBoreMaskine, eller TBM, er en earth pressure balance-maskine. Borehovedet består af en stor roterende skive, med en række skæreskiver og skrabere monteret. Borehovedet virker inde i et udgravningskammer, som kan tætnes af, således at det er helt vandtæt. Det drives af en kombination af elektriske motorer og hydraulik. Først knuses materialet i udgravningskammeret ved brug af enten skrabere eller skæreskiver, afhængigt af materialet. Herefter fjernes det knuste materiale med en Archimedisk skrue, som placerer materialet på et rullebånd, der fører det over i små arbejdskøretøjer, som herefter kører det ud af tunnellen og op på skibe, der til sidst sejler det væk. Når der ikke er mere materiale i udgravningskammeret, kører TBM'en fremad, og betonpanelerne i tunnelvæggen monteres. Når der arbejdes i områder med megen vandindstrømning, afsegles udgravningskammeret først fra resten af TBM'en, hvilket forhindrer vand i at oversvømme tunnellen.

Det meste af tunnellen er boret gennem kalksten fra tiden før Weichsel-istiden. Dette gælder dog ikke for tunnellen ved Frederiksberg. Kalksten er et stabilt materiale som er velegnet til at konstruere sådanne tunneller i. Ovenover kalkstenen findes moræneaflejringer fra seneste istid.

Dele af tunnelerne kan ikke konstrueres med normal TBM-boring. Visse steder, som fx hvor tunnelerne deler sig i to, eller hvor sporene i hver tunnel skal forbindes med hinanden (fagsp.: en crossover), behøver man en større tunneldiameter end den ved TBM-metoden. Her bruges NATM, eller New Austrian Tunnelling-metoden. Tunnellen konstrueres ved hjælp af gravemaskiner, som er påmonteret en hydraulisk fræser. Under konstruktionen holdes tunnellen på plads midlertidigt med støbebeton og stålbuer.

Når tunnellen skal placeres tæt ved overfladen, som fx lige inden sporene forlader tunnelen og forsætter over jorden, bruges Cut & Cover-metoden. Denne metode involverer, at man udgraver en stor åbning, i hvilken tunnelsektionerne støbes. Tunnelens „tag“ støbes udenfor tunnellen og placeres herefter på den. Cut & Cover bruges på Islands Brygge, Frederiksberg og Lergravsparken.

De dybe tunnelstationer er placeret i en enkelt udgravet boks med de førnævnte dimensioner (20 m × 20 m × 60 m). Eftersom kun denne boks skal udgraves, er det ikke nødvendigt at ekspropriere bygninger, der ligger i nærheden af stationerne. Kun selve det rektangulære område over stationen skal være frit for andre bygninger og objekter. Den udgravede boks indeholder alle elementerne i stationen, såsom rulletrapperne, perronen, glaselevatoren, skilte, billetautomater osv.

De dybe tunnelstationer er bygget oppefra og ned. Først bygges en vandtæt væg rundt om stationen, for at sikre, at man kan udgrave den i en vedholdende og tør fordybning som er modstanddygtig overfor vandindtrængning. Denne væg er bygget af betonpæle, der er placeret så tæt, at de udgør en samlet væg, som er fuldstændig vandtæt. Denne metode blev valgt på grund af dens venlighed overfor miljøet. Metoden resulterer i meget mindre støj og vibrationer end traditionelle konstruktionsmetoder. Når den vandtætte væg er bygget, støbes taget. Den øvre halvdel af stationen er udgravet i en tør fordybning uden at grundvandets niveau gøres lavere. Herefter støbes de tværgående bærebjælker og teknik-rummet. På grund af det stabile materiale der omgiver stationen er det muligt også at udgrave den nedre halvdel af stationen. Dette gøres, og gulvet støbes herefter. Når tunnelboremaskinerne ankommer til stationerne, bliver de ført gennem stationsrummet så de kan fortsætte boringen på den anden side. Når det er blevet gjort, etableres perronerne, rulletrapperne og andre sådanne objekter.

De lave tunnelstationer bygges med den samme Cut & Cover-metode som ved udgravningen af tunnellen.

Metroens 34 tog er førerløse. Dette betyder imidlertid ikke, at der aldrig er medarbejdere ombord. I togene og på perronerne er de såkaldte metro-stewarder til stede. I togene befinder de sig blandt de andre passagerer og ikke i et afgrænset område forbeholdt personale. Hele toget er således tilgængeligt for passagererne. Der er seks automatiske døre i hvert tog. Der er plads til 300 passagerer i hvert tog, som er 39 meter langt og 2,65 meter bredt. Togene bruger den udbredte sporvidde 1435 millimeter, og gulvhøjden er 850 millimeter over skinnerne - den samme højde, der også benyttes på perronerne. Den trinløse indstigning gør det muligt for handicappede i kørestol eller for folk med cykler og barnevogne at stige ind i toget uden særlig assistance. Togene har digitale informationsdisplays der viser navnet på den næste station, og på seks udvalgte steder i toget forefindes opkaldspunkter, der kan bruges til at komme i kontakt med kontrolcenteret. I togene er også overvågningskameraer, som pt. ikke er i funktion. De 52 ton tunge tog har en tophastighed på 80 km/h, og accelerationen er 1,3 m/s².

Togene er leveret af italienske Ansaldo, der også har leveret skinner, sikkerheds- og styresystemer mv.

Hele systemet styres af et fuldautomatisk system kaldet ATC. Hensigten ved et fuldautomatisk system er, at der skal være plads til færre menneskelige fejl, og der skal være mulighed for kortere afstand mellem tog som følge af præcis acceleration og bremsning. ATC-systemet består af de tre undersystemer ATS (Automatic Train Supervisory), ATO (Automatic Train Operation) og ATP (Automatic Train Protection).

ATP-systemet beskytter passagerer, personale og metroen selv imod ulykker såsom påkørsler mellem tog, afsporinger og åbne døre under kørslen. Systemet kontrollerer, at hastighedsbegrænsninger overholdes, at sporskifterne er indstillet til den rette position samt at ingen tog kører for tæt på hinanden eller på afspærret spor (fx som følge af fremmede objekter på spor eller vedligeholdelse).

ATO-systemet er ansvarligt for at standse togene på stationerne, åbne dørene, vente det nødvendige tidsrum og igangsætte toget igen. Denne del af systemet kan sammenlignes med den fysiske fører af toget i førerbetjente systemer. Systemet virker på et meget højt niveau og har ikke adgang til de vitale funktioner såsom at indstille sporskifternes position. De fleste førerbetjente systemer har både ATP og ATS, så det er ATO-systemet der adskiller Københavns metro fra disse.

ATS-systemet overvåger og kontrollerer metrotogenes ruter og destinationer. Det er dette system, der vælger, hvilken rute toget skal benytte. I systemet er indlejret forskellige scenarier, der benyttes i forskellige situationer - eksempelvis et til normal drift og et til enkeltsporet drift fx om natten eller når en sporsektion er under vedligeholdelse (fagsp: en shuttle). Statusinformation om togene vises i kontrolcenteret på en skematisk oversigtsskærm. Systemet lagrer også informationer om fejl, alarmer og andre specielle begivenheder i udstyr på sporene.

Fem operatører i kontrol- og vedligeholdelsescenteret (KVC) på Vestamager overvåger konstant metroen. Under normale omstændigheder overvåger disse medarbejdere blot metroens drift, men hvis en uventet situation opstår, gribes der ind, og en handlingsplan til den uventede situation udføres evt. På kontrol- og vedligeholdelsescenteret udføres også vedligeholdelse og rengøring af togene. Udvendig rengøring udføres automatisk. Et tog kan automatisk forlade driftsområdet og køre ind på KVC, rengøre sig selv udvendigt, udføre almindelig kontrol af toget, og senere placere sig i rækken af tog, der er klar til at køre ud i drift igen. Et tog kan naturligvis også tages ud af systemet og styres manuelt, hvis der skal udføres særlig vedligeholdelse.

Selvom det kan virke, som om der er perfekte forudsætninger for en stabil og sikker drift uden problemer, er metro-projektet løbet ind i en række problemer lige beslutningen. Listen over problemer og kritikpunkter synes næsten endeløs:

• Prisen for en minimetroløsning blev klart undervurderet mens sporvejsløsningen blev markant fordyret med en reservestrækning via Langebro.
• Budgettet er skredet gang på gang og er nu mere end fordoblet til noget nær 15 mia. kr.
• Tidsplanen skred med tre år så indvielsen først blev i 2002 og ikke som planlagt i 1999. Tiden for afspærringerne ved stationernes byggepladser blev tilsvarende forlænget.
• Trods forsikringer om det modsatte førte anlægsarbejderne til grundvandssænkninger på Christianshavn.
• Anlægget af en gangtunnel på Nørreport Station førte til betydelige gener for S-togspassagererne. En alternativ løsning uden disse problemet blev affejet af daværende trafikminister Sonja Mikkelsen.
• Jernbanetilsynets godkendelse kom først få dage før den officielle indvielse og var i den første tid behæftet med begrænsninger.
• I den første tid var der en del uregelmæssigheder i driften hvilket medførte skændsord som „prestigeprojekt“, „tivolibane“ mv. Nu er rettidigheden dog oppe på 97-99 %.
• Den tredie etape mellem Lergravsparken og Københavns Lufthavn blev planlagt på dæmning med kun få gennemgangsmuligheder. Det medførte betydelig kritik fra områdets beboere med krav om nedgravning eller flere gennemgangsmuligheder. Dette blev kun imødekommet i begrænset omfang.
• Ved flere lejligheder er døre gået op under kørslen.
• Et par gange er personer faldet fra rulletrappen ned på perronen på dybtliggende stationer og blevet dræbt som følge af dårlig afskærmning og egen uforsigtighed.
• Flere andre bragte sig selv i livsfare ved ulovlig krydsning af sporene under prøvekørslerne mellem Frederiksberg Station og Vanløse Station.
• For at forhindre personulykker er der opsat sensorer ved højbanestationerne. Disse aktiveres imidlertid også af hensmidte gratisaviser og lignende med driftsforstyrrelser til følge.
• Der er etableret cykelkældre ved alle metrostationer. Dårlig skiltning og tilgængelighed har imidlertid ført til minimal benyttelse af disse.
• Gælden påregnes først afbetalt i 2038. Til den tid vil både tog og spor være udslidte.
• Passagertallet ligger en trediedel under det oprindelig forventede (ikke halvdelen som hævdet i dagspressen).
• Trods alle ovennævnte problemer og kritikpunkter har Ørestadselskabets ledelse som oftest været bemærkelsesværdigt tavse.

Ovenstående liste kan forekomme noget subjektiv, og som svar skal derfor anføres:

• Endnu er der ikke lagt skattekroner i metroen (når Frederiksbergs lille andel fraregnes); den er udelukkende finansieret ved at staten og Københavns Kommune har indskudt grundarealer, som havde lav værdi, fordi de ikke var byggemodnede.
• Budgetoverskridelserne skyldes delvis efterfølgende politiske beslutninger om at udvide og forbedre projektet; bl.a. nævnte gangtunnel ved Nørreport
• Efter anlægsfasen påvirker metro ikke transportkapaciteten på vejnettet. Dette i modsætning til letbane som mindsker transportkapaciteten på vejene langs sporene samt på de krydsende veje.
• Undersøgelser viser at biltrafikken er faldet langs de veje metroen kører. Alle andre steder er biltrafikken uændret eller steget.
• Rettidigheden er meget tæt på 100%. S-togene kører ikke nær så regelmæssigt, mens bussernes regelmæssighed kan diskuteres. Det skal dog påpeges at rettigheden for metroen opgøres på en anden måde end for S-togene hvorfor tallene ikke kan sammenlignes direkte.
• Ørestadsselskabet forholder sig til alle kritikpunkter.

2. december 2005 blev der indgået aftale mellem Københavns Kommune, Frederiksberg Kommune og Regeringen om byggeri af fjerde etape, Cityringen. Linjeføringen for Cityringen blev samtidig lagt fast til: København H. –> Rådhuspladsen –> Christiansborg –> Kongens Nytorv –> Marmorkirken –> Østerport Station –> Poul Henningsens Plads –> Vibenshus Runddel –> Nørrebro Station –> Nørrebros Runddel –> Landsarkivet –> Frederiksberg –> Frederiksberg allé –> Enghave Plads –> København H. Folketinget har endnu ikke vedtaget anlægsloven men byggeriet forventes at gå i gang i 2009 og banen kan åbne i 2017.

En videre udbygning er foreslået mod Brønshøj/Husum/Gladsaxe, Sydhavnen og Nordhavnen, men der er endnu ikke taget beslutning om disse udvidelser.

Der var forslag fremme om letbane som alternativ til Cityringen, men det blev fravalgt efter udarbejdelse af en planredegørelse bestilt af Københavns Kommune. Der blev påpeget nogle faktuelle fejl i planredegørelsen, men dette blev ikke taget til følge af det politiske flertal, da det ikke rokkede ved konklusionen om, at metroens fordele opvejer merprisen. Metroens fordele fremfor letbane består fortrinsvis i hurtigere rejsetid på længere strækninger, at metroen ikke mindsker transportkapaciteten på vejnettet, og at den medfører et lille fald i biltrafikken. Til gengæld ville letbane være betydeligt billigere, lettere tilgængelig og kunne bruges som trafikregulerende foranstaltning.

17. oktober 2002: Jernbanetilsynet udsteder en midlertidig sikkerhedsgodkendelse, så metroen som planlagt kan begynde driften 19. oktober, men kun i „begrænset drift“, dvs. med halvt så mange afgange, som planlagt.

19. oktober 2002: Etape 1 åbnet: Nørreport-Kongens Nytorv-Christianshavn og grene videre -Islands Brygge-Universitetet, DR-Byen-Sundby-Bella Center-Ørestad-Vestamager og -Amagebro-Lergravsparken. Linje M1 Nørreport-Vestamager og M2 Nørreport-Lergravsparken. På grund af manglende sikkerhedsgodkendelse køres der kun hvert 12. minut på hver af linjerne og i 6-minuttersdrift på fællesstrækningen. Metroens driftstid er kl. 5-1, dog køres der hvert 15. minut hele natten efter fredag og lørdag.

3. december 2002: Jernbanetilsynet giver 29. november tilladelse til, at begge linjer begynder at køre hvert 9. minut med 4½-minutsdrift på fællesstrækningen. Dette sker fra 3. december.

19. december 2002: Jernbanetilsynet godkender 16. december, at metroen kan gå i normal køreplan. Fra 19. december køres der hvert 7. minut på begge linjer, og med 3½ minuts mellemrum på grenene.

6. januar 2003: Kørsel efter normal køreplan påbegyndes. Der kører herefter tog hvert 6. minut på hver linje med 3-minuttersdrift på fællesstrækningen.

24. februar 2003: Prøvekørsler til Frederiksberg som del af den almindelige drift begynder.

29. maj 2003: Etape 2a åbnet: Nørreport-Forum-Frederiksberg. Begge linjer forlænget til Frederiksberg.

1. september 2003: Prøvekørsler til Vanløse som del af den almindelige drift begynder. Kørslen kræver nu 19 togsæt mod før 15.

12. oktober 2003: Etape 2b åbnet: Frederiksberg-Solbjerg-Lindevang-Vanløse. Begge linjer forlænget til Vanløse.

24. januar 2004: Ny station Flintholm mellem Vanløse og Lindevang.

18. marts 2004: Første nat med metrodrift nat efter torsdag. Der køres herefter nat efter torsdag-lørdag.

April 2004: Frem til 31. oktober lukker dele af metroen hver søndag kl. 20 af hensyn til vedligeholdelsesarbejde.

31. oktober 2004: Metroen indstiller driften kl. 24 i stedet for 1 nat efter søndag-onsdag - stadig af hensyn til vedligeholdelsesarbejde. De delvise søndagslukninger ophører samtidig.

Marts 2006: Ørestadsselskabet forlænger kontrakten med Ansaldo, der oprindeligt var 5-årig med udløb i oktober 2007, med 3 år til 2010. Ansaldo vælger ikke at forlænge kontrakten med det Serco-ejede Metro Service om driften og vedligeholdelsen, jf. oktober 2007.

26. juni-27. september 2006: Linje M2 og strækningen Christianshavn-Amagerbro-Lergravsparken indstillet og erstattet af busser for sammenkobling med etape 3 til Lufthavnen. Efter genåbning vender M2-togene reelt et lille stykke ude på den nye strækning.

11. september 2006: Første totalreklametog indsættes i driften. Reklameperioden er ca. to måneder, og toget reklamerer for Handelsfinans.

25. september 2006: „Solbjerg“ ændrer navn til „Fasanvej, Solbjerg“; „Universitetet“ ændrer navn til „DR-Byen, Universitet“). Navneændringen slår pga. en „koordineringsfejl“ først igennem på skilte på stationer og på displays og højttalerinformation fra et senere tidspunkt, senest medio oktober, og der ændres endnu ikke på linjekort og metrosøjler.

Ukendt tidspunkt før december 2006: Metroen lukker kl. 24 søndag-onsdag mod tidligere kl. 1 for at kunne optimere vedligeholdelsesarbejde. (Er dette fortsat fra 31. oktober 2004, eller genindført?) Gammel åbningstid forventes indført igen ca. første halvår 2007.

December 2006: Gældende køreplan: Mandag-fredag kl. 7-10 og 15-18 4-minuttersdrift på grenene og 2-minuttersdrift på fællesstrækningen, kl. 5-7, 10-15 og 18-24 hhv. 6- og 3-minuttersdrift. Nat efter torsdag-lørdag 15-minuttersdrift på både grenene og fællesstrækningen. Helligdage køres som weekender (der svarer til kl. 10-15?). Natkørsel efter jule- og nytårsaften.

4.-6. maj 2007: Prøvekørsler med metrotog for egen kraft på etape 3.

14. august 2007: Prøvekørsler til Lufthavnen som del af den almindelige drift begynder.

28. september 2007: Etape 3 åbner: Lergravsparken-Øresund-Amager Strand-Femøren-Kastrup-Lufthavnen. Linje M2 forlænges til Lufthavnen. Tidligere ændringer af stationsnavne slår igennem på linjekort og metrosøjler.

1. januar 2008: Driften og vedligeholdelsen frem til 2010 overgår fra det Serco-ejede Metro Service til et nyt selskab med samme navn, der dannes af Ansaldo og Azienda Trasporti Milanese (ATM), der er Milanos trafikselskab.

16. marts 2009: Fra natten til mandag 16. marts kører metroen også nat efter søndag-onsdag og har således herefter døgndrift. Nat efter fredag-lørdag køres hvert 15. minut på hele nettet; nat efter søndag-torsdag hvert 20. minut (nat efter torsdag har derved fået reduceret frekvensen fra fire til tre afgange i timen).

• Cityringen
• S-tog
• Danske jernbaner

• Tracmaps sporplan
• Metroens hjemmeside
• Københavns Metro indtegnet på et Google Map
• NextMetro - Forening der arbejder for udvidelse af metroen til Københavns nordvestlige kvarterer
• Metrobrugergruppen - Sammenslutning af metroens brugere