2005年，兴海市轨道交通第一期规划（2005年——2015年）审批通过，包含1号线1期（20个车站，约24.9km），2号线1期（23个车站，约27.1km），3号线1期（22个车站，约29.5km），4号线1期（16个车站，约19.8km），7号线1期（20个车站，约25.4km）以及7号线2期（12个车站，约16.7km）。

2006年，兴海地铁1号线1期动工。

2007年，兴海地铁4号线1期动工。

2008年，兴海地铁2号线1期、3号线1期、7号线1期及2期动工。

2012年6月28日，兴海地铁1号线1期开通，相较于审批版本，建设时为了服务更多市民，牛郎台-苗江公园区间通过调整站位新增一站：染金桥。兴海地铁1号线使用设计时速80km/h的6节编组A型车，设有一个车辆基地——大兴村车辆段，首末站为大溪地——解放西路。

2013年12月27日，兴海地铁2号线1期开通。兴海地铁2号线使用设计时速80km/h的6节编组A型车，设有一个车辆基地——成店车辆段，首末站为成店——农济桥。

2014年，兴海市轨道交通第一期规划调整方案（2014年——2016年）审批通过，包含1号线1期南延段（3个车站，约3.2km），2号线1期南延段（2个车站，约2.1km），3号线1期东延段（6个车站，约7.8km），6号线1期（22个车站，约28.8km）。（车站数量均不算上一期已有车站）兴海市轨道交通第一期规划及第一期规划调整方案全部建设完成后，兴海地铁里程将达到185.3km。

同年12月，一期规划调整中涉及的线路均已开工。

2014年12月29日，兴海地铁3号线1期、7号线2期开通。兴海地铁3号线使用设计时速100km/h的8节编组A型车，设有一个车辆基地——折柳湾车辆段，首末站为上虎山——桃花渡；兴海地铁7号线使用设计时速100km/h的6节编组A型车，设有一个车辆基地——石湖车辆段，首末站为盐铁铺——凤凰岭。地铁3号线及7号线的建成，标志着兴海地铁正式进入线网阶段。

2015年7月18日，兴海地铁7号线1期开通。兴海地铁7号线首末站变更为黄土湾——凤凰岭。地铁7号线1期为城区带来了新的活力。

2016年9月30日，兴海地铁1号线1期南延段、2号线1期南延段、4号线1期开通。兴海地铁1号线首末站变更为大溪地——官渡岭；兴海地铁2号线首末站变更为成店——万德坊；兴海地铁4号线使用设计时速80km/h的6节编组B型车，设有一个车辆基地——晓东车辆段，首末站为熙塘——南贝山西。兴海地铁4号线的建成，不仅加密了兴海地铁市区的轨道交通线网，还标志着兴海地铁一期规划的全部建成。

2016年，兴海市轨道交通第二期规划（2017年——2022年）审批通过，包含1号线2期（15个车站，约23.6km），2号线2期（10个车站，约17.3km），3号线2期（8个车站，约11.7km），4号线2期（13个车站，约22.4km），5号线1期（25个车站，约33.9km），6号线2期东段（9个车站，约15.5km），6号线2期北段（17个车站，约29.8km），7号线3期（12个车站，约23.6km），8号线1期（25个车站，约30.1km），9号线（66个车站，约79.5km），10号线1期（16个车站，约42.7km）以及静华线1期（13个车站，约46.2km）。由于兴海市国家地位提高，规划编制时也将第二期规划的规模拉高到12条线路（段）共376.3km。第二期规划全部建设完成后，兴海地铁里程将达到561.6km。

2016年12月9日，兴海地铁1号线2期、2号线2期、3号线2期、5号线1期、6号线2期北段、9号线开工。

2017年8月18日，兴海地铁4号线2期、6号线2期东段，7号线3期、10号线1期开工。

2017年12月30日，兴海地铁6号线1期开通。兴海地铁6号线使用设计时速100km/h的8节编组B型车，设有一个车辆基地——定爱山车辆段，首末站为北户——万寿城。兴海地铁6号线建成后，兴海市南部地区的出行将更加方便。

兴海地铁全线网使用分段计价方式，起步价3元，以行程起点站与终点站直线距离为准，里程10km及以内均付3元车费，以后每多5km需多付1元车费（不到5km的按5km计算），上不封顶。