1992年12月，地铁1号线勘察设计总承包公开招标，铁道部第三勘测设计院中标。同月地铁工程预可行性研究开始进行。
1993年，深圳市城市铁路客运系统（地铁）建设领导小组办公室成立。
1996年，深圳地铁开展“深港罗湖、皇岗/落马洲口岸旅客过境轨道接驳工程”项目建议书工作，并于1997年5月向国家计委上报该项目建议书。
1997年12月，国家计委确定深圳市为地铁国产化依托城市。
1998年5月，深圳市地铁工程建设办公室成立，由市直机关有关部门和有关区政府的工作人员组成，在市重大项目协调领导小组的领导下开展工作，负责协调处理地铁建设过程中的问题。
1998年5月，国家计委批准“深港罗湖、皇岗/落马洲口岸旅客过境轨道接驳工程”项目建议书，工程获得立项，并更名为“深圳地铁一期工程”。
1998年7月，经市政府批准，深圳市地铁经工商注册正式成立，同时撤消“深圳市城市铁路客运系统（地铁）建设领导小组办公室” 。
1998年10月，深圳地铁与铁道部第三勘测设计院，签订深圳地铁一期工程设计总承包合同。
1998年10月，深圳地铁与中国国际工程咨询公司，签订深圳地铁一期工程施工监理合同。
1999年4月，国家批准《深圳地铁一期工程可行性研究报告》，同时批准深圳地铁开工建设，一期工程包括1号线的罗湖至香蜜湖段和4号线皇岗至少年宫段，全长14.825千米，总投资79.85亿元人民币。
2000年9月，深圳市政府决定成立“深圳市地铁工程建设指挥部”，负责工程重大事项的组织协调工作。
2002年4月，深圳地铁召开了延长段初步设计审查会。深圳地铁一期工程1号线延长段初步设计通过了评审。延长段工程正线总长度2.468千米，设两座车站（华侨城站、世界之窗站），新增投资9.676亿元，采用一期工程的设计标准。
2003年11月30日，地铁一期工程实现全线电通。
2004年4月28日，深圳地铁首列车抵达仪式，在竹子林车辆段举行。
2004年12月28日，深圳地铁一期工程通车试运营。
2005年1月1日，元旦当日运营客流达26.5万人，元旦期间累计发送客运量1400154人次，日均客运量为216432人次，高峰小时断面客运量为2.36万人次。全线平均满载率为50%，累计列车开行列车为1516列次。
2005年3月7日，国家发改委批复深圳市发展改革局呈报的《深圳市城市轨道交通建设规划》。批复中原则同意深圳市城市快速轨道交通近期（2005-2010年）建设目标及建设内容。同意深圳市近期建设4条城市轨道交通项目，并将1号线西延段（世界之窗站-深圳机场）列为第一建设时序。
2005年4月28日，深圳地铁调整列车运行图，加大行车密度，缩短发车间隔，1号线发车间隔从开通初期的15分钟缩至12分钟，4号线发车间隔从开通初期的20分钟缩至17分钟。
2006年1月18日，国家发展和改革委员会批准实施深圳地铁1号线续建工程。续建工程从世界之窗站起，至深圳机场。工程全长20.415千米，设车站15座，工程总投资额为110.69亿元。
2006年2月9日，深圳市发展和改革局正式批复地铁一期工程的试运行（含试运营）期限，定为从2004年12月28日至2006年6月30日，自2006年7月1日起全线正式运营。
2006年12月23日，深圳地铁2号线试验段工程开工典礼在世界之窗站工地举行。
2007年6月28日，皇岗站开通运营，地铁4号线行车间隔从15分钟压缩至10分钟。
2007年8月7日，地铁一期工程正式通过专项竣工验收，为地铁一期工程申报国家竣工验收工作奠定良好基础。
2007年8月22日，2号线土建6标举行开工典礼，标志着2号线首期段全段开工。
2007年12月19日，2号线东延段2221标举行开工仪式，标志着东延段正式开工。
2007年12月21日，在地铁宝华路站，深圳地铁5号线正式开工建设。
2008年5月8日，在奥运圣火深圳传递当日，地铁运营客运量达63.4万人次，创下日客流量最高纪录。
2008年10月，《深圳市城市轨道交通建设规划（2005-2011年）》调整方案获国家批准，2号线东延段（世界之窗至黄贝岭）提前建设，全长19.13千米，设站16座，投资估算103.5亿元。
2009年2月23日，市发改局正式批复深圳地铁组织开展地铁7、9号线工程前期研究。根据初步规划，7号线由太安至西丽动物园，连接布心、田贝、笋岗、华强北、福田南、车公庙、龙珠、西丽等片区，全长约28.9千米，设站23座，其中换乘站11座，采用地下敷设方式。工程总投资约171亿元。
2009年9月28日，深圳地铁1号线续建工程首通段三站三区间通车典礼，在深大站地面广场举行。
2010年2月28日，地铁5号线最后一个区间-翻灵盾构区间胜利贯通。至此，全长40.001千米的地铁5号线全面实现了“2.28”全线隧道贯通的目标。
2010年6月17日，罗宝线续建工程土建20标左线盾构机，进入固戍站接收井，这意味着1号线续建工程洞通目标提前完成。
2010年7月1日，根据深圳市政府与港铁公司签署的特许经营协议，龙华线一期工程移交给港铁（深圳）公司运营。
2010年7月31日，深圳市地铁集团有限公司、中铁南方投资发展有限公司联合，在塘朗车辆段举行了“深圳地铁5号线全线轨通仪式”。
2010年12月8日，深圳地铁集团与报业集团隆重举行战略合作及联合创办《地铁早8点》报签约仪式。
2010年12月28日，深圳地铁2号线初期工程开通试运营仪式举行，这是深圳轨道交通二期工程中第一条全线建成试运营的线路。
2010年12月29日，深圳地铁1号线续建工程（西乡至深大段）开通试运行仪式举行。
2019年9月20日，深圳地铁与腾讯公司、广电运通共同合作推出刷脸乘车服务 。
2019年9月28日，在新中国成立70周年前夕，历经四年多建设时间，由中国电建铁路建设有限公司（以下简称“铁路公司”）建设管理的深圳地铁5号线二期工程提前三个月顺利开通运营，成为深圳地铁三期工程二阶段率先开通的首条线路，近三年来深圳再次迎来地铁新线开通 。
2019年12月8日，深圳地铁9号线二期工程开通，深圳地铁线网总里程达到303.4公里。9号线二期全长10.8公里共设10座车站，与9号线一期串联，形成东西贯通的交通“大动脉”，开通后从前海到罗湖文锦乘车时间缩短至约1小时，将极大改善南山区、前海蛇口自贸片区的出行条件。
2020年2月16日，深圳市地铁全线网全面实施实名乘车的管控措施。
