Hi participaren Horacio Echevarrieta, la Banca Marsans i l’Ajuntament de Barcelona, que, a partir del 1928, passà pràcticament a controlar-la. El 1958 l’Ajuntament comprà l’empresa, que el 1961 absorbí el Gran Metropolità de Barcelona SA, i fou convertida en la societat privada municipal Ferrocarril Metropolità de Barcelona SA/SPM. Juntament amb Transports de Barcelona, que gestiona el transport en superfície, forma el que a partir del 1986 s’anomena Transports Metropolitans de Barcelona (TMB). L’any 2018 comprenia 8 línies, dues de les quals desdoblades, una xarxa de 119 km de longitud i 156 estacions. El creixement de la xarxa de metro de Barcelona ha alternat l’obertura de línies noves amb l’ampliació de les ja existents (algunes de les quals han donat lloc a noves línies), i també ha permès la comunicació amb altres municipis de l’àrea metropolitana.
La primera línia a entrar en servei (1924) fou la que comunicava la plaça de Catalunya amb la plaça de Lesseps (línia 3 [L3] en l’actual nomenclatura, que des del 2008 connecta la Zona Universitària amb la Trinitat Nova). El 1926 hom hi afegí el ramal Catalunya-Bordeta, embrió de l’actual línia 1 [L1], que des del 1992 connecta l’Hospital de Bellvitge (l’Hospitalet de Llobregat) amb Santa Coloma de Gramenet (Fondo). Les línies Vilapicina-Sagrera (1959) i Diagonal-Sant Ramon (1969) donaren lloc, en ser connectades el 1970, a l’actual línia 5 [L5], que des del 2010 connecta el centre de Cornellà de Llobregat amb la Vall d’Hebron. El 1973 s’inaugurà la línia 4 [L4] a partir del trajecte Jaume I-Joanic, que, des del 2003, enllaça les estacions de Trinitat Nova i Pep Ventura (Badalona); el 1995 la línia 2 [L2] (Paral·lel-Sagrada Família, posteriorment ampliada fins a l’estació badalonina de Pompeu Fabra el 2010); i el 2003 la línia 11 [L11] (Trinitat Nova-Can Cuiàs). L’abril del 2010 s’inaugurà part de la línia 10 [L10], l’anomenada L10 nord, compresa entre les estacions de Gorg (Badalona) i el Bon Pastor (Barcelona), i, posteriorment el juny del mateix any, fins a l’intercanviador de la Sagrera (Barcelona); queda encara pendent la construcció de la línia i estacions que connectaran la primera d’aquestes estacions amb la Zona Franca (el 2018 s’inaugurà part del tram sud de la línia entre les estacions de Collblanc i Foc, aquesta darrera ja a la Zona Franca, que el 2020 s’amplià fins al final del passeig de la Zona Franca). La línia 9 [L9], d’especial importància per la connexió que establia entre el nord-est (Badalona) i el sud-oest (el Prat de Llobregat) de l’àrea metropolitana creuant Barcelona, i especialment, per l’accés directe a l’aeroport del Prat, requerí una llarga i costosa construcció. Iniciada el 2005, el 2009 hom n’inaugurà el tram nord (Sagrera-Can Zam) i el febrer del 2016 entrà en servei el tram sud (Zona Universitària-Aeroport). Restava pendent d’obertura el tram central (Sagrera-Zona Universitària). D’altra banda, l’any 2003 les línies de Ferrocarrils de la Generalitat de Catalunya operatives dins la ciutat de Barcelona s’incorporaren al sistema del metro de Barcelona i donaren lloc a les línies 6 [L6], 7 [L7] i 8 [L8].