上海は世界有数の人口密集都市であるが、市の中心部を南北に貫く地下鉄１号線が徐家匯〜錦江楽園間6.6kmで部分開業したのは1993年４月のことであるから、地下鉄の整備はかなり遅いといえる。その後、東西に走る地下鉄２号線が中山公園〜竜陽路間15.6kmで1999年10月に開業、高架の３号線（明珠線）第１期区間（上海南站〜江湾鎮で４号線環状部の西半分）が2000年12月に開業した。
以降の開通状況を見てみると、2003年に１号線南端からさらに郊外に延びるライトレール路線（SMR）として５号線が、2005年には４号線の環状部分が開通し、上海申通地鉄集団有限公司の名にあるように、環状線を南北と東西の両線で貫く「申」の字形の路線が開通した。その後も2007年12月に6・8・9 号線、2009年12月には7・11号線が相次いで開通するなど、都市鉄道網の整備が急速に進められ、2010年の上海万博開催に向けてその速度が加速されると10 号線が開業、そして2011年以降は12・13・16号線が相次いで開業した。
現在、上海地下鉄の総延長は548kmに達しており、開業して約20年で、世界最長の路線網を持つ都市となった。地下鉄が都市郊外鉄道としての性格も持ち合わせることから、日本と比べ１路線当たりの路線長が長いこと（最長は11号線の約70km）も総延長が長い要因となっている。
従来、上海の地下鉄は、上海地鉄総公司により建設と運営が行われてきたが、軌道系都市交通システムの整備手法を見直すとともにその整備を加速するため、上海市の軌道系交通プロジェクトを一元的に担う上海申通地鉄集団有限公司が2000年４月に設立された。この会社は、資金調達からインフラの建設、完成後はその資産を保有し運営する権限を持っている。同公司は建設を上海地鉄建設有限公司（Shanghai Metro Construction Corporation: SMCC）に、運営を上海地鉄運営有限公司（Shanghai MetroCorporation: SMC）にそれぞれ委託しており、地下鉄の各路線は、いずれも上海地鉄運営有限公司が運営している。なお、ライトレールである５・6号線は当初別会社である上海現代軌道交通股分有限公司の経営であったが、2008年に申通地鉄に吸収された。
近年の路線の開業、延伸状況をみると、２号線は、2010年の延伸によって浦東国際空港と虹橋国際空港を結ぶようになり、また上海の繁華街である南京路の最寄り駅である人民広場駅や、浦東地区の金融街の最寄り駅である陸家嘴駅などを通る幹線路線である。ただし、浦東国際空港方面は途中の広蘭路駅での乗換が必要となっている。
13号線は、万博開催期間中の2010年４月から10月の間に会場内の輸送機関として世博大道と馬当路間が部分先行開業したが、当該区間は同線の第２期延伸工事のため一旦閉鎖され、2012年12月末に別区間である市北西部の金運路～長寿路間が第１期開業として開業した。
2013年１月に開業した16号線は、当初11号線の南部延伸区間に位置付けられ、また計画時は21号線とされており、11号線とは別の路線として第三軌条方式で整備が行われた。上海市東部の新規開発地区である浦東地区にある磁気浮上式リニアの始発駅でもある竜陽路駅から南部の滴水湖駅までの延長は59km あり、駅数は13となっている。開業当初は中国国内で初となる地下鉄線での快速運転を行っていたものの、通過駅の利用者が想定以上に多かったことから2014年１月に快速運転を取りやめた。
上海市のマスタープランによると、2020年には地下鉄、高架鉄道、地域急行線を組み合わせた計22 路線、総延長877kmに及ぶ路線網が計画されている。