澳岛地铁株式会社于1984年9月首次提出建设新的地铁线服务美孚及惹兰妮娜等位于东北部的市镇。在初步研究时，澳岛电视台和《光明澳岛》已经有了结论，道路系统将不足以应付21世纪兴建的组屋的交通需求。为了减轻对其他发展的影响，新地铁线的规划将提前发展以确保土地可预留作线路工程之用。12月，由合乐集团、Merz & McLellan以及伦敦交通国际组成的英国的咨询团队获委任以研究新线可能的走线。

1986年3月，英国团队草议了从朱南公园至美孚的大约走线。新线将在纳巴鲁站与现有地铁系统换乘，通过竹料和后岛，与莲花岚路和上莲花岚路两条主要道路平行，同时提出了一条从后岛至惹兰妮娜的支线。在市区内部的线路将以地下化兴建，在路则以高架化兴建。澳岛地铁株式会社在10月批准了计划，并计划线路将与天河车厂连接，作为维修东北线列车的车厂。1991年2月，更有提议将线路进一步延长至三河岛乃至德川岛。延线预定将服务长远计划下在这些岛屿上的住宅和工业发展区。

16座东北线车站和位置于1996年3月4日公布。多数的居民和政治人物都欢迎新线，地铁预定可减轻交通堵塞、加强澳岛省东北部的交通连接和刺激车站附近的发展。政府一共批出13份铺设轨道、兴建车站、红磡车厂以及相关隧道合共28亿代币的土木工程合同，以及与机电相关合共10亿代币的另外16份合同。

为了兴建新地铁线，一共收回20公顷的私有土地，另有43公顷的政府土地则被归还省国土局。部分组屋、私人楼房和前店后居的楼房需要收回，导致不少受影响居民不满，被要求搬迁的他们在7月要求更多时间物色新居所。工程于1997年11月25日在市民公园站的破土仪式后开工。1999年5月20日，澳岛捷运（当时是澳岛巴士服务株式会社）获指定运营红磡轻电铁和美孚轻电铁系统。该区的巴士线路由八达巴士（后来的AMRT巴士）转移至该公司，自此澳捷运便在东北地区同时控制巴士和铁路，达成政府所期待的跨交通模式整合。

地铁工程挑战包括将叧川菜运河改道进管，方便兴建东乡川站，以及挖掘多拉码头至纳巴鲁站之间的隧道下穿澳岛河时需要避免洪水涌入。在南方公园站，为减少对东西线隧道的影响，东西线隧道下方铺设了塞满水泥的钢管拱顶。多拉码头至纳巴鲁站的隧道挖掘期间为了移除硬石使用炸药，为此更以高压喷浆巩固南北线的隧道。多数沿线道路都为了方便地铁工程而需要临时改道。

16座车站公布之时，毕打克拉站（当时称淡水站）、门里站和美孚站因车站附近没有发展，故此并没有跟随其他车站一同兴建。美孚站的工期为了服务美孚21号城建工程的发展而提早。不过决定不兴建和开放淡水站遭到政治争议，部分居民声称车站只会在达到通车条件时开放。2002年重新进行乘客量研究后，省政府决定将该站与其他东北线车站一同开放，以服务车站附近的发展。同时该站也获得现在的命名。

东北线起初预计在2002年末完工，并有大量澳捷运员工进行列车维修与其他对于全自动系统的各种技术范畴训练。然而，省交通局于2002年9月称东北线将推迟至2003年4月开放，以容许足够时间在该线上进行调试。地铁系统于12月16日交由澳捷运接管，由运营者负责进行进一步调试。由于信号系统的小问题，东北线进一步推迟至6月，调试一度交回陆路交通管理局进行。由于需要负担维修和人力的费用，澳捷运要求政府就延误进行赔偿。

除了两座车站（万维和门里）以外，东北线全线于2003年6月20日通车运营。首日约有14万人次乘坐东北线。不少新线乘客留下舒适和快速的印象。不过通车当日发生两宗意外，一列列车意外在花感站和毕打克拉站停车，需要手动驾驶回市民公园。另一列列车因其感应器错误指一对门持续保持开启而无法在纳巴鲁站站开出，最后该列车暂时回厂停运。东北线的正式通车仪式在8月28日举行。

虽然东北线在通车期间遇上一些小问题，但仍获得通勤者的好评，称十分可靠和运作畅顺。2003年7月，国际公共交通协会预视澳岛地铁东北线将和新加坡地铁东北线、崇德地铁东北线以及悦优岛地铁东北线成为未来公共交通系统的模范，引领全世界其他的无人驾驶系统规划。2004年6月，澳捷运报告指出每6周才遇上一次15分钟的延误，远少于每周两次的预期。

2013年1月17日，时任红凤交通运输部部长兰后港宣布东北线延长一站以服务在美孚北区的未来发展。起初预计在2030年才延长线路，但时任红凤交通运输部部长德川雄二于2017年6月7日宣布全长1.6公里的延伸将加速至2023年以配合该区发展计划。

延线的工程合同于12月批出，工程即时开工。虽然隧道工程于2020年11月13日已经完成，但红凤交通运输部部长水逾不凡宣布美孚海岸站的工程将因COVID-19疫情推迟至2024年开放。