2004年7月28日，武汉地铁1号线一期进入观光试运营，全长10.234千米，设站点10座。

2005年12月15日，武汉地铁1号线二期工程东段开工建设，西段开始铺设管道，为开工做前期准备。按照国家发改委的批复，武汉地铁1号线二期全长18.448千米，全线高架，总投资51亿元。

2006年6月28日，武汉首个地下车站在武昌站动建，该车站将建设在地下。它也是与武昌站改造配套的项目，二者同步进行。11月16日，武汉地铁2号线一期工程试验段正式动工，这是武汉市首条开工建设的地铁线路。

2008年12月30日，武汉市首段地铁盾构区间隧道——汉口范湖至汉口站区间贯通。汉范区间为武汉地铁2号线首段盾构区间，全长1.01千米，为双洞双线设计，直径6.28米，约武汉长江隧道直径（11.38米）的一半。

2010年2月4日，武汉地铁2号线首条联络通道顺利贯通，这是武汉地区首次采用冷冻法施工获得成功的工程。

2013年11月7日，在武汉地铁2号线光谷广场站C出入口旁，一个占地约130平方米的售票厅投入使用，这是武汉地铁第一个地面售票厅。

2015年6月，《武汉市轨道交通第三期建设规划（2015-2021）》获得国家发改委批复。

2016年3月28日，随着武汉地铁6号线首列车到武汉，也是首列A型车到达武汉，标志着武汉进入大运量地铁时代。8月31日，随着武汉地铁6号线第23列“鹦鹉绿”新车到汉，武汉地铁迎来第1000辆列车。

2017年3月，《武汉市轨道交通第四期建设规划（2017年-2023年）》已通过国家环保部的环评技术审查。3月28日，随着武汉地铁7号线首列车下线，武汉地铁迎来时速100千米/小时的列车。

2018年9月19日，武汉地铁2号线南延线佛祖岭停车场，一辆“梅花红”新车经过吊装，缓缓落到接车线。这是武汉地铁第2000辆车，由中车长客黄陂基地生产。10月1日9时，武汉地铁7号线、11号线东段一期开通试运营，武汉地铁通车总里程新增51千米，达288千米，超越深圳等城市，在国内排名第五。12月28日，武汉地铁纸坊线正式开通运行。

2019年1月，《武汉市轨道交通第四期建设规划（2019年—2024年）》获得国家发改委批复。2月19日，武汉地铁2号线南延线开通，武汉地铁19号线开工建设。9月25日，武汉地铁蔡甸线正式开通试运营。11月6日，武汉地铁8号线三期开通试运营。

2020年8月30日起，光谷火车站（流芳火车站）正式更名为“武汉东站”。由于国铁光谷站的更名，2号线与11号线的换乘站光谷火车站已更名为武汉东站。

2021年1月2日，武汉地铁8号线二期工程、11号线三期葛店段同步开通。12月22日，武汉地铁5号线、6号线二期工程、16号线，进入开通倒计时。运营后，武汉地铁线网将新增6座换乘站：5号线的换乘站为徐家棚、积玉桥、复兴路，6号线二期换乘站为码头潭公园，16号线换乘站为国博中心南、老关村。至此，武汉地铁线网换乘站数量达到32座。12月26日，武汉地铁5号线、6号线二期工程、16号线同步开通。

2022年3月29日，完成前川线天阳路站—腾龙大道站区间（简称“天腾区间”）的一条联络通道。4月，武汉地铁20号线将延伸至孝感临空经济区。9月，武汉地铁16号线二期、前川线一期工程顺利通过工程验收。10月21日，武汉地铁最长穿湖隧道“铁龙号”盾构机在鼓花区间风井成功“上岸”。11月，据武汉地铁集团建设事业总部相关负责人介绍，2022年武汉还将开通16号线二期和前川线一期，开通后武汉地铁运营里程将增至460公里，总里程位居全国前五。11月11日，武汉市公共资源交易中心官网发布《武汉市轨道交通新港线西延线工程施工图审查项目》启动招标。12月2日，武汉地铁前川线一期、16号线二期都已进入设备调试、运营演练及验收评审等收尾阶段，两条地铁线通车后武汉地铁运营里程将从435公里增至460公里。12月，从武汉市经开区获悉，武汉轨道交通16号线二期工程已完成3个月的试运行，并通过工程竣工质量验收，预计当月月底正式开通运营。12月21日，武汉地铁前川线一期、16号线二期工程通过初步竣工验收。12月27日，从武汉地铁集团获悉，武汉地铁16号线（汉南线）调整工程与16号线工程贯通、7号线北延线（前川线）一期工程与既有工程贯通初期运营前安全评估会顺利召开，上述2条线路具备初期运营的条件。12月30日，武汉地铁7号线北延线（前川线）一期、16号线二期同步开通；同日，武汉地铁阳逻线新荣客运站更名为新荣站，与武汉地铁1号线新荣站实现同站换乘；武汉地铁3号线二期、6号线三期、11号线四期正式开工建设。

2023年1月3日起，武汉地铁执行最新线网图及首末班时刻表。3月，武汉地铁5号线起点调整工程高架桥梁全线贯通。4月28日，武汉地铁车站开出“劳模号”地铁专列。6月23日10时许，武汉地铁19号线全线隧道贯通。8月19日，武汉地铁19号线列车在花山河车辆段首次亮相。11月16至18日，为期3天的武汉地铁5号线调整工程与武汉地铁5号线工程贯通初期运营前安全评估会议圆满结束，武汉地铁5号线调整工程顺利通过初期运营前安全评估，标志着该线具备初期运营开通条件。12月1日，武汉地铁5号线调整工程开通试运营。12月30日，武汉地铁19号线开通试运营。

截至2024年6月20日，武汉地铁多条地铁线路已可刷交通联合卡进出。6月30日，武汉地铁正式接入全国一卡通互联互通卡，可使用“交通联合”乘车。7月，武汉地铁运营20年，累计运送乘客超100亿乘次。8月16日，武汉地铁6号线的一列列车内进行了拉手安装试点。8月30日，武汉地铁徐家棚M758商业综合体项目正式开业运营，乘客乘坐地铁7、5、8号线徐家棚站K、Q、J、L口即可直达。10月1日，武汉地铁7号线北延线（前川线）二期开通初期运营，武汉地铁运营里程达到501公里。

为切实做好湖北省2022年度考试录用公务员笔试考务保障工作，满足广大考生、乘客出行需求，武汉地铁结合考点分布情况，临时调整7月9日、7月10日公务员考试期间轨道交通2、7号线运力。7月9日、7月10日，轨道交通2号线最小行车间隔由4分钟缩减至3.6分钟；轨道交通7号线最小行车间隔由7.5分钟缩减至6.4分钟。

2023年1月，武汉地铁运营临时调整：1月27日（初六），轨道交通1、2、3、4、5、6、7、8、11号线运营时间为6:30至23:00；轨道交通16号线、阳逻线运营时间为6:30至22:30。1月28日、1月29日（初七、初八）调休上班，轨道交通1、2、3、4、5、6、7、8、11号线运营时间为6:00至23:00；轨道交通16号线、阳逻线运营时间为6:00至22:30。1月27日（正月初六），4号线在运营结束后23:00至23:30间每隔15分钟，增开武汉火车站至柏林方向的大站快车临客，停靠站点：武汉火车站→铁机路→洪山广场→武昌火车站→复兴路→钟家村→王家湾→黄金口→集贤→蔡甸广场→柏林。

2017年末，武汉地铁共运送乘客9.27亿人次，日均客流253.97万人次，承载了全市23.5%的公共交通客运量。

2018年10月24日，武汉地铁线网累计客运量突破40亿乘次。

2019年4月4日，武汉地铁线网客运量达到420万乘次。武汉地铁线网日均客运量超过300万乘次，占该市公共交通客运量比重、过江客流分担率均超过40%。

2021年，武汉地铁年客运量为101327.3万人次，进站量为67229.8万人次，客运周转量829995.6万人次公里。

2023年3月31日，武汉地铁线网客运量（含换乘）为461.95万乘次，破历史最高纪录。4月1日，武汉地铁线网客运量（含换乘）为466.92万乘次，打破3月31日（周五）461.95万的最高纪录，连续两日创造历史新高。4月28日，武汉地铁线网客运量（含换乘）为494.91万乘次。4月29日，武汉地铁线网客运量（含换乘）首次突破500万，达到506.04万乘次，成为内地继北上广深蓉等城市后，第6个突破500万的地铁城市。这也是2023年以来，武汉地铁继3月31日、4月1日、4月28日之后，第四次创新高。4月30日（周日），武汉地铁线网客运量（含换乘）为519.01万乘次，打破4月29日（周六）506.04万的最高纪录，连续三日创造历史新高。五一假期期间（4月28日-5月3日），武汉地铁线网总客运量为2723.63万乘次，日均453.94万乘次。9月28日，中秋国庆假期前一天，武汉地铁线网客运量521.45万乘次，刷新4月30日创下的519.01万的纪录，这也是2023年以来武汉地铁日客运量第三次突破500万大关。

2024年年春运从1月26日开始到3月5日结束共计40天，武汉地铁春运期间线网累计行车684万公里，截至5日下午5时总客运量达到1.3735亿乘次较去年同期1.0129亿乘次增长36%。3月29日，武汉地铁线网客运量（含换乘）为524.4万乘次，创造客流纪录。3月30日，武汉地铁线网客运量达533.17万乘次，连续两天创下新高。4月30日至5月5日，武汉地铁全线网总客运量达到2766.37万乘次，其中4月30日、5月1日、5月2日连续三天突破500万乘次。截至6月11日，武汉地铁开通至今总客运量已达到99.52亿乘次，即将突破100亿大关。截至6月20日，武汉地铁线网总客运量达99.87亿乘次。截至6月24日13时22分37秒，武汉地铁线网总客运量突破百亿。9月14日，武汉轨道交通线网客运量（含换乘）为597.54万乘次，打破2024年3月30日创造的533.17万客流纪录再创新高。2024国庆节假期（9月30日至10月7日），武汉地铁线网总客运量为3555.34万乘次，线网日均客流444.42万乘次，较2023年中秋国庆增长7.77%。单日最高客流出现在节前一天9月30日，达512.68万乘次。

武汉地铁1、2、3、4号线车辆均采用B型车，不设驾驶室紧急通道。车门上方均采用动态LCD液晶屏线路图（1号线车辆有一半车门上方没有），并均采用直流750V接触轨下部受电方式，每列车首、尾两节为带驾驶室的拖车，其余为动力车。列车均可实现自动驾驶和无人驾驶，通常采用自动驾驶模式，列车开关门及启动列车仍由司机手动控制，列车运行过程中司机在驾驶室内只负责监视各项仪表是否正常及监视轨道区间是否正常，不会操控列车速度，若发现轨道区间有异常时可以紧急停车。列车均采用车钩吸能防撞，防爬器，驾驶室吸能防撞三级安全装置，其中车钩吸能防撞装置和驾驶室防撞吸能装置均是利用两列车的作用力防止驾驶室直接撞倒一起，保障司乘人员安全，防爬器装置则可以防止列车相撞时因出轨而重叠到一起。

武汉地铁6、7、8、11号线和阳逻线车辆均采用A型车，有驾驶室逃生门。车门上方均采用动态LCD液晶屏线路图，其中6号线采用DC1500V接触网受电方式，7、8、11号线和阳逻线采用DC1500V第三轨受电方式，每列车首、尾两节为带驾驶室的拖车，其余为动力车。

截至2018年，武汉地铁系统使用两个不同厂家的信号系统。两套系统均按照中国国内通行的红蓝信号灯分段控制，红灯亮起时列车不能前行。所有系统均为列车自动控制系统，可以实现移动闭塞控制。2004年，武汉使用采用移动闭塞技术的阿尔卡特公司SelTracS40型CBTC，实现了自动驾驶、无人自动折返和高精度自动定点停车等功能。

武汉地铁机场线开通4G+极速网络，武汉地铁机场线沿途共设联通4G宏站16个、DOT技术室分系统14个，全面覆盖地铁车厢内部、站台区、地面段、隧道与站厅站台间通道等各个区域，并采用网络优化手段实现无缝信号连接。

2016年底，武汉地铁免费WiFi系统正式启用，市民乘坐时可免费接入网络，部分新建线路将逐步开放WiFi功能。为保证市民在使用WiFi时的信号，每辆车上均安装2台设备，每台可供120人同时接入，系统设置的人数上限为20万人同步接入。

2021年8月9日起，武汉地铁陆续在2、3、4、6、7、8、11号线人性化推出“弱冷车厢”，实现“同车不同温”，市民可以根据自己需求选择适合的车厢。

2022年农历虎年春节前，中国电信完成武汉主城区运营地铁5G全覆盖，覆盖车站168座、地下隧道里程235公里。

武汉地铁在距离各车站500米至100米区域范围内，均设有蓝色站外导向标志牌。车站每个出入口处均有轨道交通位置标志、车站位置标志，如图所示。

此外，武汉地铁车站站台的屏蔽门上方的引导标识为贴附式标识，站点名称颜色呈浅灰色则是已驶过的站点，颜色鲜亮表示将要前往的站点。列车运行方向标志是途经重点车站信息，如“往天河机场站方向”下面对应增加“途经江汉路、中山公园、汉口火车站”。

自2019年2月1日起，武汉地铁线网票价执行新的标准。

1、计价方式：按里程限时分段计价。

2、计价标准：4千米以内（含4千米）2元；4-12千米（含12千米），1元/4千米；12-24千米（含24千米），1元/6千米；24-40千米（含40千米），1元/8千米；40-50千米（含50千米），1元/10千米；50千米以上，1元/20千米。

3、乘车限时：每次进闸到出闸限240分钟，超时须按全线网单程最高票价原价补交票款。

4、2023年8月30日，武汉地铁电子定期票上线，乘客可通过手机购买，电子定期票激活后方可使用。

武汉地铁发行的票卡：单程票（普通单程票、预赋值单程票、纪念单程票）、储值票（普通储值票、纪念储值票）、定期票（1日票、3日票、7日票）、纸票、赠票、团体单程票（30人及以上）。

武汉城市一卡通有限公司发行的票卡：

1、武汉通普通卡：武汉通租用版、武汉通团购版、武汉通联名卡、武汉通纪念卡、武汉通销售版。

2、武汉通特殊卡：武汉通残盲卡（即“武汉市下肢残疾人、盲人免费乘坐车船卡”）、武汉通残免卡（即“武汉市残疾人免费乘坐车船卡”）、武汉通老年卡（即“武汉老年人优待证”）、武汉市见义勇为人员优惠卡、武汉通学生卡。

3、武汉通交通联合卡：武汉于2019年10月11日首发具有互联互通功能的交通联合卡，发卡方为长江云通集团有限公司，卡面为“新中国成立70周年”纪念卡。

银联闪付：

2022年2月8日起，武汉地铁正式接入银联闪付过闸业务。乘客可使用绑定了银联卡的手机、手表、手环，或任一银行发行的带有“闪付”标识的银联IC卡(包括借记卡、信用卡)乘车。

乘车APP：

截至2024年10月，武汉地铁支持支付宝、微信、云闪付等主流支付APP、“Metro新时代”地铁APP、“i武汉”政务微信小程序、“我的武汉通”APP、招商银行等11家银行，共计17款APP扫码过闸。

外币购票：

截至2024年10月，武汉地铁支持外币卡POS机购票。

1、免费乘客范围。持有效证件的现役军人、消防救援人员、革命伤残军人、伤残人民警察和军队离退休干部、退休士官、伤残民兵民工；持《武汉市下肢残疾人、盲人免费乘坐车船卡》的下肢残疾人和盲人；持《武汉市残疾人免费乘坐车船卡》的武汉市贫困残疾人、重度听力/言语残疾人；持《武汉市见义勇为人员优惠卡》的武汉市见义勇为人员及其直系亲属；持《老年人优待证》的65周岁及以上老年人；一名成年乘客可携带一名身高不超过1.2米的儿童。

2、刷卡优惠政策：学生卡（中小学生）按规定票价7折计费；普通卡按规定票价9折计费。

3、企业自定优惠。定期票在有效期内不限次数乘坐轨道交通，1日票18元/张；3日票45元/张；7日票90元/张。

乘车APP：

截至2021年12月25日，武汉地铁与沈阳地铁、无锡地铁、常州地铁、苏州轨道交通、南昌地铁、上海地铁乘车二维码实现互联互通。

互联互通卡：

2024年6月30日起，武汉地铁正式接入全国一卡通互联互通。乘客持带有“交通联合”标识的互联互通卡，可在武汉地铁刷卡乘车出行。

武汉地铁的标识分为上下两部分，上半部分为国际化的地铁标识字母M（地铁英文Metro之意），下半部分是象征地域特色Wuhan首字母缩写“WH”的变形。其中，“H”被拆分成三个等体积色块，象征“两江交汇、三镇鼎立”的武汉地域特征，也预示着武汉地铁未来将贯穿东西、纵行南北、连通三镇。根据使用场合的不同，采用渐变的蓝色和上红下蓝两种色彩方案。

截至2023年，武汉已规划建设的14条地铁线路分别用14种色彩表示，每种色彩代表一条线路，方便市民识别。1-12号线分别为地铁蓝、梅花红、归元金、芳草绿、首义红、鹦鹉绿、凤凰橙、编钟青、东湖蓝、古琴褐、云鹤黄和扬子蓝，16号线为芙蓉红，阳逻线为云苔紫。

武汉地铁卡通吉祥物“豚豚”与“鹤鹤”。“豚豚”是位江豚小帅哥、“鹤鹤”是位黄鹤大美女。“鹤鹤”与“豚豚”由武汉大海信息科技公司设计，并从30多个备选方案中选出。“豚豚”以长江江豚为原型，微笑体现武汉人热情好客，绿色外套寓意地铁绿色出行；“鹤鹤”以黄鹤为原型，向上挥翅寓意为武汉发展插上新的翅膀。粉色连衣裙与2号线的主打色梅花红相呼应。该吉祥物已于2012年12月停止使用。

截至2024年10月，武汉轨道交通全线网11条运营线路的291座车站中，已设置177座24小时自助图书馆，占比超过6成。

注：共用站厅特色站计入较早开通的线路中

《武汉市轨道交通第四期建设规划（2019-2024年）》建设12号线、11号线三期（武昌段首开段、新汉阳火车站段和葛店段）、7号线北延线、16号线、19号线、新港线项目，规划期为2019-2024年。

新港线西延线工程起于淮海路站，沿振兴二路、二环线、二七路东行，随后穿越长江进入武昌岸国盛街，沿友谊大道、工业二路向东接至新港线一期工程起点工业四路站。新港线西延线工程线路全长约20.28公里，均为地下线，设站9座，其中换乘站7座，平均站间距2253米。

新港线一期工程是《武汉市城市轨道交通第四期建设规划（2019—2024年）》的建设线路，起于杨春湖片区北洋桥站，沿明德路、青王公路、青化路走行，止于白玉山站。新港线一期全长10.9公里，共设5座地下站，分别是北洋桥站、武汉火车站、铁铺岭站、万家咀站、白玉山站。

依据武汉市城市总体规划和综合交通规划，武汉市城市轨道交通线网由25条线路组成，总长约1045千米，设车站603座，其中换乘车站123座。规划2020年，武汉市区公共交通占机动化出行量比例达到62.5%，轨道交通占公共交通的比例达到53%。

武汉地铁高度重视文化品牌塑造，先后打造地铁特色站36座，既有突出楚风汉韵、传统文化的琴台站，也有承载时代变迁、城市记忆的汉正街站、大智路站，还有表现对未来向往和憧憬的武汉商务区站，彰显城市文化魅力。（《湖北日报》评）

2024年3月21日，湖北武汉。李先生乘坐地铁体验无障碍通行，在明显双手残疾的情况下仍被要求出示残疾证才能享受无障碍通行。李先生称，工作人员非要出示残疾证才能证明是残疾人，有些残疾人本身就不便携带和出示证件，感觉很不人性化。对此，地铁客服表示， 现有的规定是必须出示相关证件核验后才能享无障碍通行，会反馈到相应执管部门进一步考虑可行性。3月22日，武汉地铁运营官方微博发表声明：3月18日，一名残障乘客乘坐武汉轨道交通未能由特殊通道通行，给乘客带来不便，对此，公司深表歉意。公司将持续优化特殊乘客的出行服务保障，欢迎社会各界监督。