平东市最早的城市铁路运输建设计划，是在1928年笃初第二民国时期的“京畿周边高速电车敷设计划”其中一环“饮舟省省会平东高速电车计划”，但因为舆论普遍反对，最终未能兴建。（PS：“京畿周边高速电车”的理念最后实现了，变成了“青鸟都会区捷运系统”。）

1968年6月28日，饮舟省平东市交通局曾表示研究平东市兴建城市铁道系统的可行性。但当时因所需经费庞大且需求并不急迫而未执行。1970年由于笃初改革开放、经济持续发展、平东市交通量亦日渐庞大。为解决交通堵塞，平东市营地下铁系统的实质规划就此正式启动。1975年平东市人民政府向笃初交通部提交“平东市城市铁路系统初步规划”审批，并于1977年底完成审批。

1977年2月，平东市交通局初步规划了U1、U2、U3、S1和S2等五条线路，为平东最早的地铁规划。1981年9月，平东市交通局聘请英国大众捷运顾问工程司（BMTC），就初步规划报告深入研究。其中BMTC的部分工程师曾参与设计玄铁的线路，故参考玄凤特区的同台换乘设计，将市区内的线路修正为L型会让；此外也解决线路过度重叠的问题。这些是和初步规划最大的不同点。

1982年，平东市人民政府委托青鸟交通大学进行中运量铁路系统发展研究。1984年1月，隶属于平东市人民政府的中运量专案小组提出1号线、2号线两条中运量系统线路的规划。

1984年9月，平东市人民政府正式宣布十四项改善民生工程建设计划，平东市营地下铁路初期计划被列入其中。

1985年3月1日，平东市人民政府进行平东市营地下铁综合研究。除了根据BMTC的路网修正外，也将平东市的中运量1号线纳入路网。1986年，笃初交通部审批通过《平东地铁初期路网方案》，该方案即为第一版的平东地铁初期路网，把清水线和旧宫线衔接为2号线，同时也列入了今日的中立线、丰台至安平的5号线、木浦线。

1986年6月27日，平东交投集团地铁工程部筹备处成立，除了准备进行平东地铁兴建工作之外，也逐步进行线路修正。1987年2月23日，平东交投集团地铁工程部（简称平东市地铁部）正式成立，建议把5号线延到南华、木浦线改成现在的走法、将清水线和旧宫线及中立线分开、增加维修轨，就成了第二版“初期路网”，走回原本BMTC的规划方式。1990年初才加入内川线和土楼线，初期路网到此才正式计划完，并在远期路网留有环线第一阶段及南环段（当时为木浦线支线）、平东地铁紫线（林城—山足机场）之雏形。此路网的特色是由数个L型线路环环相扣，在市中心区格状路网有12处换乘站，旅客可以多元选择适宜换乘车站到达目的地。目前除了4号线往来1号线、1号线往来环线、环线往来2号线外，其余各线路最多1次换乘就可以到达任何主线车站。

1988年7月22日，平东地铁首项工程——北林地铁车库正式举行开工典礼。初期路网除了后来追加的内川线外，木浦线、清水线、旧宫线、中立线、南华线及丰台线共6条线路几乎同时动工兴建，号称“六线齐发”。内川线因系统型式和中高运量、高架化、地下化、行经线路等不同方案有争议、直到2002年才动工，最后也由平东市地铁部改为中期路网区间。

平东地铁兴建期间传出许多负面消息，其中木浦线（今1号线）可以说是最饱受争议的线路。除了土建工程出现瑕疵外，试车时更问题不断，最甚者为1993年试车时发生2次的车辆自燃事件。负责木浦线机电工程的法国厂商马特拉也成为众矢之的。以上种种都使得平东地铁成为当时政治人物的争辩话题，与平东市民所诟病的对象，甚至传出拆除平东地铁的声浪。除此以外，平东市地铁部内部的弊端、经费透支问题和6条线同时兴建所造成的沉重交通冲击，也是当时争论的焦点。

1994年7月29日，平东交投集团旗下“平东市营地下铁有限公司”成立，平东地铁自此形成兴建、运营机构分离的模式。1996年3月28日，不断延后通车日期的木浦线通车，成为平东地铁第一条通车的线路、也是饮舟省第二条捷运线。平东地铁公司为纪念此事，将3月28日定为平东地铁的通车周年纪念日。1996年10月，平东地铁紫线私有化，改由山足国际机场承接，并以BOT模式招标（之后在2000年代与山足交通蓝线合并为山足国际机场急行电铁）。

1997年3月28日，清水线清水站-中山站和新北林支线通车；同年12月25日清水线通车至平东站。由于东西向的南华线较晚完工通车，木浦线和清水线2条南北向的线路两两独立，无法互相换乘，因此当时的系统被戏称为“筷子路网”。相关决策单位一度有意让南华线平东站-建国路复兴路口站段先行通车，考量到地铁列车只能在单侧轨道运营之情况下，另一侧轨道持续施工，原本的计划正式通车时程可能将因此延后长达1年，而且乘客安全是最大的顾虑，相关捷运运营规定也无法完全符合，最后仍决定采用巴士接驳。平东市人民政府于1997年12月26日开辟行驶捷运免费接驳巴士，由平东市营巴士有限公司（现巴士总公司）运营，行驶于平东站和建国路复兴路口之间。1998年5月5日因限于经费等问题，在5号线市政府站-广安寺站通车之前停驶。

1998年12月24日清水线平东站-香正纪念馆站段、旧宫线香正纪念馆站-古桥站段及中立线完工通车，此时中立线暂经由古桥站南侧渡线与清水线贯通运营。1999年11月11日旧宫线南段通车，清水站-南头角站行驶模式变更为清水站-旧宫站和北林站－南头角站。

1999年12月24日5号线市政府站-广安寺站通车后，与其他已经通车的线路共同构成状似“艹”字的路网，当时称为“草头路网”。平东站和建国路复兴路口站成为最重要的换乘站。结束自1997年3月28日清水线通车后，与木浦线形成同系统却互不相连的的两条独立线路。2000年8月31日丰台线广安寺站-新三站、银座线通车；同年12月30日南华线市政府站-昆山站全线通车，至此初期路网完工。

2004年9月29日，因旧宫地铁车库附近住户催生于车库顶楼加盖的小纲岛支线完工通车，从小纲岛站上车于机张站换乘旧宫线，自此时起，来往旧宫与平东市区的列车班次受旧宫线轨道配置与支线的影响而无法加密。

2006年5月31日捷运丰台线第二阶段延伸和土楼线完工通车，全长7.2公里，5号线尽头站由新三站南移至永定站。

2008年12月25日南华线东延段南华站通车。

二期路网最早与初期路网皆由BMTC一同规划，但是因为所需经费庞大，因此先行核定兴建清水线、旧宫线、中立线、南华线、丰台线和木浦线等初期路网络线。在2000年初期路网大致完工后，二期路网工程开始进行，包括龙天线、芦原线、内川线、南华线东延段、土楼线延伸顶山段、金盏线和安平线等。

2009年7月4日内川线完工，原木浦线在运营超过13年后自香山中学站连接内川线延伸至南华展览馆站，并且全面更新为庞巴迪运输系统，全线原称为1号线木浦内川线，后于同年10月8日重新命名为1号线保川线（保山内川线） 。

2010年11月3日龙天线平东市段（建国路新助路口站-西船桥站）连接芦原线正式通车，来往建国路新助路口站及芦原站，称芦原线，成为第一条跨越清水河的地铁线，芦原车库同时投入调度运营作业。平东地铁亦从极东亚轨道运输标竿联盟的地铁系统提升到每年运量5亿人次以上的极东亚地铁联盟水准。

2011年2月27日南华线东延段南华展览馆站正式通车启用，同年9月平东地铁正式晋升为极东亚地铁联盟会员。

2012年1月5日龙天线西船桥站-北普陀站段正式通车，运营线路从建国路新助路口至北普陀，在平东市与已经通车的芦原线共线，合称龙芦线。

2012年9月30日龙天线建国路新助路口站-古桥站段及北宫站正式通车；开通近14年的中立线不再经旧宫线连通至清水线，改衔接龙芦线，统称为4号线中立龙芦线。中立线列车班次因此增密一倍，而原北林站-南头角站线路则改为北林站-平电大楼站。2013年6月29日龙天线也从北普陀站延伸运营到回龙观站，龙天线车站全数通车，4号线仅余龙天车库尚未完工。

2013年11月24日金盏线完工。为维持清水-旧宫线路不受影响，北林站-平电大楼站区间车以及单线行驶超过13年的银座线暂时整并为北林站-金之山站，还有南荣站-平电大楼站两条线路。

2014年11月15日由南荣站延续至安平站的安平线完工，串连同为3号线的旧宫线；而清水线全线亦改行同为2号线的金盏线，直通超过15年的清水线与旧宫线列车不再连通行驶，北林站区间车改行驶至大厂站。平东市线路接近完工，平东市中心形成三纵三横的棋盘状路网；五大线路回归原路网兴建时的设计，并经平东地铁公司定名及加注线路编号。

2015年7月6日土楼线永定站延伸至顶山站完工通车，5号线至此全线完工通车。伴随顶山站通车，平东地铁公司亦在车站内张贴每一条线路的纸质列车时刻表。

2016年10月1日，站内标示全面更换，并纳入车站代号，新路网图同时加入隔年由山足机场急行电铁运营的山足机场急行线，其他运营模式未变。

2021年1月14日，龙天车库投入调度运营，是最后一个启用的平东地铁高运量系统车库。

2000年初期，平东市地铁部提出清海轻铁及暗杠轻轨可行性评估；2012年12月11日，受新平县级市人民政府委托展开平东地铁系统三穗线综合规划。随后皆转由新平市人民政府主导，多数改为新平县级市营地下铁系统推动，仅三穗线维持仍以“平东地铁系统”名义送交笃初交通部审查。

2006年，原订以BOT方式之环线第一阶段，改由平东市人民政府主办。2010年1月25日，环线第一阶段主体工程开工。

2013年3月，香正纪念馆站开始为容纳万柳-中立-森林线车站而进行改建工程；该年底万柳线第一阶段土建工程正式动工。

2019年3月31日上午11时35分，于4号线龙天站，达成了平东地铁总运量第一百亿人次。

2020年1月31日，环线第一阶段正式通车，成为第一条全境位于新平市、以联络新平市各大市街为主要目的之主线。自通车日起由平东地铁公司代为运营3年。

2021年3月28日，通车25周年，与推出特制版纪念口罩，作为25周年纪念品，共25万片。有棕、红、绿、橘、蓝、黄6种款式，象征平东地铁的六条地铁线。

2022年，民权牛街线主管机关更为新平市人民政府。

2023年1月31日起，环线第一阶段转交新平地铁公司运营，包含人员移转、契约权利移转及财产移交等筹备，并依据新平县级市政府与平东市政府签订之行政契约于2023年1月30日完成经营权移交作业。

平东地铁高运量线路的列车皆为动力分散式的电力动车组，皆为每节车厢四对车门的A型车，单节车厢宽度3.2米，长度23.5米，以第三轨供电（750伏特直流电）方式推进。并搭载列车自动运行装置，可以在无人驾驶（有时有司机监控）下自动开停车和自动开关门。当驾驶室有司机的时候，可以由司机负责开门和关门，关门后按下启动按钮，列车便自动开车，并根据信号系统的指示来行车，到达停车站时自动停车。

平东地铁中运量胶轮线路（唯一的一条：1号线）为平东地铁最早营运的列车类型。列车编制为两辆一对，一对一个编号。非固定编组连号共四辆为一列，未来可视运量需求增为三对。

使用胶轮，行驶于为中运量胶轮系统设计的专用轨道。搭载列车自动控制系统（ATC）及列车自动运行装置（ATO），全程自动驾驶，正常运转不配置驾驶员，也因此中运量所有人员都受过这些列车的手动驾驶训练。

由于全球中运量捷运胶轮系统皆是由制造公司各自开发并持有专利，并未进行跨国的系统整合，所以各家公司的系统间大多有系统相容问题，也没有过两个胶轮系统成功整合的案例。针对此问题，1号线是采取弃用马特拉系统，改以庞巴迪系统取代的方式来达成系统整合。另外，在极东亚，胶轮系统因为运力不高，大多运用在机场航厦之间的联络或市区内短程接驳运输，少有长度超过20公里的胶轮系统，而使得平东地铁1号线成为少见的特例。

木浦线原本采用法国马特拉公司VAL系统，马特拉公司对木浦线的轨道设计是水泥路面。内川线则为庞巴迪运输CITYFLO650系统，庞巴迪运输公司本身的专业轨道设计兼有胶轮和钢轨钢轮系统，为内川线特别订做胶轮钢轨通讯式行车控制系统（CBTC），并为了让全线直通，且在木浦线不停止营运的前提下，作行车控制系统切换，是为极东亚首次，于2009年7月4日完成将原有路线一并变更为此系统，并于2010年12月26日完成将原有列车变更，新旧列车混合上线，缩短列车班距。

平东地铁环线使用车型为日立轨道意大利无人驾驶地铁列车（Hitachi Rail Italy Driverless Metro），是平东地铁路网继1号线之后第二套引进的全自动无人驾驶中运量地铁系统，但不同于1号线所使用之胶轮系统车辆，环线为饮舟省首条采用传统钢轮钢轨型式车辆标准轨距设计之中运量铁路系统。共采购17列电力动车组，每列车4节车厢，总计68节车厢，由意大利知名轨道车辆厂商日立轨道意大利生产制造，行驶环线。

环线电车采用流线型设计，列车车厢为可连通式设计，类似高运量列车于各节车厢间设有车间走道连通，方便乘客于车厢间移动及通行。列车采4车固定编组方式营运，高峰、平峰时段均维持相同编组，车辆尺寸（长x宽x高）约为17m×2.65m×3.6m，列车总长约68m，每列车载客量约650人，最小发车班距90秒，系统每小时单方向运量最高可达26000人次。

本路线列车采用无人驾驶方式操作，透过应用“无线通讯式列车控制（CBTC）”技术之自动列车控制（ATC）号志系统及行控中心之监控达成列车之全自动化操作，列车号志系统具有“自动列车操作（ATO）”、“自动列车保护（ATP）”，以及“自动列车监督（ATS）”之功能。

除使用先进之CBTC号志技术以实现无人化操作外，环线车辆本身亦拥有现代通勤电车所具备之典型设计理念及技术，例如，车体结构采用轻量化铝合金材质及FRP复合材料（车头部分）以减轻车重及节能、推进马达使用具变频变压（VVVF）控制技术之AC交流感应马达、刹车系统具备再生式电力刹车功能、空调系统采用环保冷媒并可维持舒适之车厢温度环境、车门系统采电力驱动具备简单可靠之特色，列车管理系统具备网络化控制及故障监控功能，车厢照明系统使用新式T5型省电灯管，车轮具有内建减振环之减振式车轮可降低列车行驶振动及噪音，转向架次悬吊系统采用空气弹簧可维持车厢地板与月台等高以利乘客上下车，车头装设障碍物侦测器可侦测轨道异物以确保行车安全等。