1963-ban kormányhatározat írta elő a beruházási program elkészítését, melynek tervdokumentációja 1966-ban készült el. A beruházási célban Újpest vasútállomás - Kispest Vörös Csillag Traktorgyár szerepelt a vonal két végpontjaként. A beruházási programot 1968-ban fogadták el, az építés 1970 júniusában - a Kun Béla téri szellőző akna süllyesztésével - kezdődött el.
A vonal vezetése és állomásainak helye a tervezés során módosult, a jelenlegi állapotában, azaz Kőbánya-Kispest - Újpest Központ között 1990-ben készült el. A vonal befejezése egyelőre nincs napirenden, így hiányzik a káposztásmegyeri lakótelep és a szobi illetve fóti vasútvonal közvetlen metrókapcsolata, valamint a metróvonal északi járműtelepe.
A 3-as metróvonal Kőér utcai járműtelepe
A vonal egyes szakaszainak átadási időpontjai a következők voltak:
1976. december 31.: Deák tér - Nagyvárad tér
1980. március 29.: Nagyvárad tér - Kőbánya-Kispest
1981. december 30.: Deák tér - Lehel tér
1984. november 5.: Lehel tér - Árpád híd
1990. december 14.: Árpád híd - Újpest Központ
Az É-D-i vonalon a vonatok és a teljes metróvonal a francia MATRA cég automatikus vonatvezető rendszer felhasználásával működnek, ez lehetővé tette a korábbi két vezető helyett az egyvezetős üzemmód biztonságos bevezetését.