1950年6月，朝鲜战争爆发。之后，战争阴云一直挥之不散，战备成为北京城市规划中首先考虑的因素。毛泽东提出：“北京要搞地下铁道。不仅北京要搞，有很多城市也要搞，一定要搞起来。”1965年7月1日，北京地下铁道在北京军区、北京市和铁道部共同主持下举行了开工典礼。1969年10月1日，北京地铁一期工程竣工。它是新中国第一条地下铁道，也是20世纪北京最宏伟的地下交通建设工程。
20世纪50年代北京筹划建地铁
1947年5月29日，北平市政府成立北平都市计划委员会，着手编制北平城市规划，北平市工务局提出：“为加强西郊五棵松一带日伪时期遗留的新市区和城区之间的联系，建设地下铁道。自新市区起，经复兴门入城，通过东西长安街，并设支线由西单向北展至西直门;另一支线由天安门展至前门。至于其他城内路线，视发展情形逐步扩充之。”因为兵荒马乱，此计划被束之高阁。
1951年春，政务院试编新中国第一个五年计划时提出修建地下铁道。1953年“一五”计划实施，北京市成立市委规划领导小组，编制城市建设总体规划，明确提出：“为了提供城市居民以最便利、最经济的交通工具，特别是为了适应国防的需要，必须及早筹划地下铁道的建设。”
1954年，中共北京市委向国家建委提出：“从长远的国防要求来看，特别是从原子战争时代的国防要求来看，首都应考虑地下铁道的建设问题。”中国政府与苏联政府联系，希望派遣地铁专家到中国帮助规划地铁。4月20日，苏联有关方面表示暂不考虑，理由有三：“一、地铁是为了解决地面交通拥堵，而北京目前还在大力发展地面交通。二、地铁投资巨大，目前中国恐怕不会以巨资建设地铁。三、如果只是地铁规划，与城市规划无关，苏联也是先有城市后建地铁的。”
国家建委认为，从长远来看，北京需要建设地铁，此意见得到周恩来和中央的认可。周恩来说：“北京修建地铁，完全是为了备战。如果为了交通，只要买200辆公共汽车就能解决。”据此，国家建委特别请教苏联专家组组长谢尔巴可夫等专家，他们一致认为：如果北京市人口将来发展到500万，在城市交通和国防上有此需要，故需要考虑修建地铁。地铁从开始搜集资料到设计完成需要四五年，是长期的准备工作。1954年9月，中共北京市委提出“应及早着手搜集设计地下铁道所必需的资料”。11月30日，市委在关于改建和扩建北京市的规划草案向中央的报告中提出：“对于地下铁道的建设问题，亦请中央考虑可否指定专门机构并聘请苏联专家，着手勘测和研究。”
1956年1月，国务院副总理李富春在莫斯科访问时向苏共中央提出：在中国“二五”计划援助方案中，请求苏联政府1956年第一季度内派遣一个地铁专家小组到中国，希望这个小组包括若干名深部地质勘测专家和地铁选线专家。
北京市地下铁道筹建处正式成立
1956年1月，根据中共北京市委指示，北京市都市规划委员会（1955年2月成立）增设由5人组成的地下铁道小组，以苏联城市规划专家组组长勃得列夫为业务指导。4月，北京市都市规划委员会提出《北京市近期及远期地下铁道路网规划草案》。同年，铁道部副部长于光生率陈志坚、史晓昭、茅以新、韩曰翰等组成赴苏考察团，考察莫斯科、列宁格勒、基辅等城市地铁，以及包括二战时期苏军指挥部在内的战备工程等。
北京地下铁道开工典礼现场
7月18日，中国驻苏联大使馆电告，苏联政府同意向中国派遣地铁专家小组，8月底或9月初到达北京。20日，中共北京市委考虑地铁建设工程复杂，牵涉问题多，建议由铁道部或中央有关部门主持，北京市协助进行。8月18日，北京市委再向中央报告：“如果中央尚未决定以哪个部门为主来负责筹备，可由北京市暂先负责筹备。为此，必须抽调一些干部和技术力量。由于北京市没有这一方面的技术力量，无法抽调，请中央责成有关部门解决这个问题。”9月3日，中央书记处书记邓小平批示：“关于北京地下铁道的筹建问题，同意暂由北京市委负责。筹建所需行政、技术干部，北京市无法解决者，可分别由铁道部、地质部、城市建设部等有关单位抽调支援。”
9月，为迎接中共八大召开，北京市都市规划委员会举办北京城市规划工作汇报展览，刘少奇、朱德、邓小平、李富春等中央领导人，以及中央各部委负责人与八大代表300余人应邀参观。经过3年摸索，上下终于达成共识，北京地铁筹备、规划和设计工作相继展开。
10月24日，国家建委召集铁道部副部长武竞天、地质部副部长宋应与北京市委书记处书记郑天翔，以及北京市建筑工程局副局长刘德义、曹言行等开会。会议商定由北京市委统一领导，北京市委、铁道部、地质部抽调干部，组成北京市地铁筹建处，主任刘德义，副主任徐骏（北京铁路管理局总工程师）、张更生（地质部水文局副局长），下设地质、线路、结构工作室。筹建处主要是编制北京地铁规划设计意见书，培养干部，积累技术资料。筹建任务按业务范围分包，北京市负责对地铁线路的要求，以及日常行政和城市规划;铁道部负责地铁线路、结构;地质部负责地质勘探。
总参不同意苏联专家的浅埋方案
1956年10月初，国务院聘请的苏联地铁专家组5人来到北京。组长是莫斯科地铁设计院副院长兼总工程师巴雷什尼科夫，组员也都参加过1931年莫斯科地铁建设。他们在北京工作半年，带来了莫斯科地铁的技术资料和实践经验，为中国技术人员作过多次扫盲性质的地铁技术讲座。
1957年，地铁筹建处在苏联专家帮助下，编制出北京地铁远景规划，规划由1条环线和6条直线组成，全长172公里，114个车站。一线途经中央机关多、交通量集中，缺点是不能连通西北郊。二线连通西北郊，但颐和园一带客流少，地质条件差，施工条件复杂。从战备角度考虑，苏联专家倾向先建二线，中共北京市委据此向中央报告。因为二线穿过北京大学校园，遭到反对。后来修建的北京地铁4号线仍然避开了北大校园。
1956年地质部水文局901大队的勘探表明，北京西部地下黏土层在40米以下，东部则在120米以下。地铁应修建在不透水的黏土层中，苏联专家主张学习苏联地铁，全线深埋地下40米。但很快他们就改了口，提出红庙至五棵松的地铁线路全程按二级防护标准浅埋，遭到总参谋部的坚决反对。修建北京地铁主要是为战备，怎么能浅埋呢？
1957年3月12日，北京地铁筹建处在《关于北京地下铁道一期工程线路方案的报告》中，对红庙至五棵松的埋设深度提出6个方案，对地铁西北、东南线提出5个方案。李富春听取汇报后说：“从防空角度看，深埋比浅埋好，但是目前资料不足，根据不够。应该进一步摸清北京的地质情况，对于在北京的地质条件下，如何解决深埋隧道的技术问题，地铁在国防上到底能解决多大的问题，浅埋隧道施工对城市生活的影响等等问题应深入研究。为解决上述问题，应该继续在国内外搜集有关资料，同时派些人出国考察学习。”
北京市上报的深埋或者基本深埋方案，设计约3年，施工约7年;同时提出派专家到苏联学习。1957年9月23日，中央批示：“关于北京地下铁道建设问题所提出的两个方案的报告阅悉，可先采取第一方案，并同意1958年派人去苏联考察……人员亦不要过多。同时应继续将地质情况勘察清楚，待各方面情况弄清后再定。”
中共中央决定地铁一期工程实施深埋方案
1958年，中共中央指示要加快修建北京地铁。3月，经中央批准，北京地铁考察团由地质、线路、结构、人防专业的8人和2名翻译组成，地铁筹建处主任刘德义为团长。考察团于5月20日从北京出发，27日到达莫斯科。他们考察了莫斯科、列宁格勒、基辅的地铁的设计、施工、运营等情况，请求苏方帮助审议路网规划和合理的埋设深度。苏联专家对于北京地铁的路网规划没有意见，但一致推荐浅埋方案。在北京地铁一期工程开工典礼举行时，北京市市长彭真说：“莫斯科、列宁格勒的地铁都是深埋，苏联专家却异口同声主张北京地铁浅埋，因而对其用心深表怀疑。”尽管地铁深埋技术复杂，投资巨大，但在“战备为主，兼顾交通”的总原则下，中共中央决定北京地铁全线深埋。
1958年7月，铁道部第三设计院（天津）组建地铁设计处。8月18日，铁道部组建北京地铁工程局，由北京市和铁道部共同领导，同时撤销北京市地铁筹建处。10月29日，北京地铁工程局分别向中共北京市委、铁道部报告关于北京地铁一期工程线路埋设方案和存在的主要问题。30日，中共北京市委常委会专题讨论，决定迅速筹建地铁，全部采用深埋，争取尽快开工。
1958年10月至1959年2月，地铁一期工程一线进行了三次深埋的初步设计。1958年12月31日，中共北京市委、铁道部党组向中央报送《北京地下铁道第一期工程计划的请示》，先建一、二线，全部行驶在第三纪岩层内，需要埋深70米左右（最深达150米）。计划1959年第一线（北京站至石景山段）重点开工，第二线完成初步设计。待取得经验后，1960年第一线全面开工，第二线重点开工。同日，工程局局长会议传达周恩来指示：“地下铁道要修，明年不能全面开工，可以先试点，以取得经验。一条线的工期，三五年都可以。”
1959年5月，国防部批复北京地铁埋设深度，提出最浅不应小于70～80米，按一级防护施工。7月初，北京地铁设计处进行第四次深埋设计。地铁工程局经铁道部批准进行竖井工程试验。9月，木樨地竖井以孔柱帷幕法开工，直径6米，井深100米，计划1960年9月建成，造价752471元。1959年10月，公主坟竖井以沉井法开工，直径6米，井深120米，并修建了10米的横向隧道，造价582220元。
1960年1月2日，中共北京市委向中央建议，成立地铁修建委员会，由中央直接领导，中央军委、国家经委、国家计委、铁道部、一机部、煤炭部、北京军区、北京市委等部门参加，负责审定和解决地铁勘测设计和施工中的重大原则问题。主任杨成武，副主任武竞天、万里（北京市副市长），委员杨勇、孙志远、王光伟、段君毅、刘裕民、钟子云。9日，周恩来批示：中央原则同意北京市委关于北京地铁第一期工程的部署和北京地铁修建委员会的组织、人选，并请计委将报告中所需投资、设备、材料和基建项目划入1960年计划。
中国地铁专家建议采取浅埋方案
北京地铁工程局科研所所长施仲衡深入调研北京的水文地质条件后，判定深埋造价高，技术难度大，坚决不同意北京地铁深埋方案。施仲衡是新中国第一位地铁专业的留苏研究生。1958年他作为专业翻译，陪同地铁考察团考察苏联地铁，了解了苏联地铁从规划、设计、施工到运营的全过程。1959年8月，他获得莫斯科铁道学院副博士学位，携带上千页手绘的地铁资料回国。同意苏联专家的浅埋方案，会不会被扣上“右倾分子”的帽子呢？施仲衡想起了1957年毛泽东访苏时对留学生说的“希望寄托在你们身上”一席话。于是，他写了长达20页的书面报告，说明地铁深埋不仅关系到技术和投资问题，还将严重影响乘客使用、逃生等。这个报告逐级上报到中央军委，施仲衡多次当面向杨成武等有关领导汇报。
1960年1月，北京地铁工程局设计处总工程师谢仁德向周恩来等人汇报：苏联专家建议北京地铁全线采用防护性结构浅埋明挖的方案，不但克服了深埋的诸多不利因素，也同样能达到防护的战备目的。1959年他主持北京地铁前期研究及设计，几次深埋设计和竖井试验证明，北京的工程地质和水文地质条件不利于地铁深埋作业，技术上也难以实行。
在苏联专家帮助下，地铁工程局做了深、浅和不同防护等级的比较方案20多种。根据地质勘探资料，北京地下二三十米是厚而破碎的风化层，有渗水现象，极易膨胀崩解。如要避免地表大规模塌陷，对建筑物造成威胁，只能深埋。地铁北京站将深达160米，而红庙附近将深达200米，相当于60层楼高。这种特深车站的衬砌要求，超过了当时的施工技术水平，国内也无法生产超长电梯。按照深埋30～60米的方案，地铁线路绝大部分处于松散、饱含地下水的第四纪岩层中，静水压力约2.5～5个大气压，如果使用压缩空气盾构法或沉箱法，内部需要相等的大气压与之抗衡，而当时保安规程只允许2个大气压。如果人工降低水位，需要下降几十米。而北京的抽水试验证明，水位下降几米都很困难。深埋方案对于人民防空也极为不利，它将拉大站间距。无论平时乘客上下，还是战时兵力机动和人口疏散，都会在咽喉处受阻。如果供电中断或电梯出现故障，避难者只能被困在地下，且深埋隧道破坏后的修复难度很大，还极有可能发生地下水倒灌，造成新的事故。
苏联防空专家估算：90米深的隧道，也只能承受直接命中的1万吨当量的核弹。美国1957年的实验资料表明：在一般地质条件下，100万吨当量的核弹地面爆炸，弹坑深度240米;500万吨当量的核弹爆炸，弹坑深度400米。20世纪60年代，核弹已达2000万吨当量，再深埋也不能解决直接被命中的问题，所以大多数西方国家的地铁都位于地下5～12米。从时间和造价上说，深埋一条线路等于两三条浅埋加防护的线路。总之，无论从北京的地质条件、施工技术、工程造价，还是从战备防空、交通运营来看，北京地铁都不适宜深埋。
1960年2月20日，中央军委在广州召开第14次常委会，贺龙、聂荣臻、刘伯承、罗荣桓、叶剑英、罗瑞卿、谭政、杨成武、萧向荣出席。地铁工程局局长陈志坚、设计院院长史晓昭介绍了北京地铁的4个方案，认为“干线以采用浅埋加防护”的方法为好。中央军委副主席、国防部部长林彪专程来到木樨地，乘坐升降机到达井下，看到地下30多米水就抽之不尽，拍板“浅埋加防护”。5月，中央正式批准。7月，北京地铁修建委员会决定1961年7月1日开工。
1965年北京地铁因战备紧急上马
1960年7月16日，苏联驻华临时代办苏达利柯夫向中国外交部副部长章汉夫递交照会，撕毁与中国签订的600个合同，撤走在华苏联专家，带走全部图纸和技术资料。虽然苏联地铁专家1963年才撤走，但中方技术人员已经接触不到修建地铁的核心技术了。
地铁建设材料牵涉七八个部委的2000多家工厂。时值三年经济困难时期，北京地铁的投资还在，但已经买不到“米”了，只能下马。
1961年11月3日，铁道部决定撤销北京地铁工程局，与电气化铁道工程局及丰沙铁路工程指挥部合为华北铁道工程局，保留30人的地铁技术研究组。
1962年6月，地铁技术研究组改为地下铁道科学研究所，归铁道部科学研究院，继续搜集国内外地铁资料，进行地铁研究工作，陆续提出“三横三竖一圈”等60多个建设方案。
1964年，国民经济形势好转，而中国周边局势却越来越紧张，战备成了当务之急。8月19日，李富春、薄一波、罗瑞卿向中共中央、毛泽东建议，由铁道部负责，恢复北京地铁筹建处，并考虑上海、沈阳两市的地铁建设。中央军委、总参谋部、北京军区、铁道部等有关单位多次协商，在总结前些年地下铁道初步设计与系列试验的基础上，就建设方针、实施线路、埋设深度、防护等级、筹建工作等达成共识，初步定下“一环两线”。
1965年1月15日，杨勇、万里、武竞天联名给彭真、李富春转中央并军委《关于北京地下铁道建设近期规划方案的专题报告》，确定北京地铁“适应军事需要为主，同时兼顾城市交通;拟采取浅层埋设，加强防护，通往山区”的建设方针。毛泽东说：“你要修地铁，又要少拆民房，可圈着城墙走嘛。”最后彭真拍板拆城墙。中央政治局批准环城墙修建的方案。当时的技术条件还不能“老鼠打洞”，只能拆城墙明挖。为保证“五一”“十一”天安门广场集会，地铁绕过天安门，以后天安门地铁施工采取的是盖挖法。“一环”沿内城墙和护城河，造价低，既满足军事需要，又避免大量拆房，也不妨碍城市交通。一、二期工程的地段地势平坦，建筑物较少，施工面开阔，大型机械可以施工，工序简单。一线从东郊热电厂经北京站与环线相接，然后出复兴门经公主坟、石景山，通向西郊山区;另一线从西直门经颐和园、青龙桥通向西北山区。“一环两线”全长53.5公里（不包括通往山区线段），工程拟分三期：一期工程东起北京火车站，沿古城墙西行，经崇文门、前门、宣武门，经长椿街北拐至复兴门，再向西，经礼士路、木樨地、公主坟、五棵松、古城、苹果园等站至福寿岭，全长29公里，先修环城的北京站至复兴门和复兴门至石景山一段。二期工程经北京站到建国门、东直门、地安门、西直门至复兴门的环城线16.1公里，建国门至热电厂线4.2公里，八角村至凤凰顶入山线7.9公里。先修东郊热电厂到北京站一段，完成环线路。三期工程从西直门至颐和园12.4公里。总长69.6公里。《报告》明确了北京地铁的工作分工，总参谋部、北京军区及北京市负责协调，铁道部负责计划申请、设计编制、加工订货、组织施工，铁道兵调集一定力量参加施工。力争1965年下半年动工，1968年上半年完成一期工程。
1965年1月23日，李富春在《报告》上批示：“我和（薄）一波、（余）秋里同志商量，同意此方案。力争下半年动工，搞一段试点。”彭真批示：“拟同意。这个方案是富春、成武、我同他们一起议定的。”刘少奇、周恩来、邓小平、贺龙等中央领导人先后核阅。2月4日，毛泽东在报告上批示：“杨勇同志：你是委员会的统帅。希望你精心设计、精心施工。在建设过程中，一定会有不少错误失败，随时注意改正。”
杨勇挂帅的北京地铁领导小组
1965年2月7日，北京地铁领导小组正式成立。组长杨勇，副组长万里、武竞天，成员郑维山（北京军区副司令员）、李静（总参作战部副部长）、于桑（公安部副部长）、谭友林（工程兵副司令员）、兰庭辉（铁道兵副参谋长）、佟铮（北京市城建委副主任、城市规划管理局局长）。
3月4日，铁道部成立北京地铁工程局筹建处，开始勘测深井。14日上午，地铁领导小组实地勘察一期工程线路，并讨论车站分布、线路位置、改河等问题。26日，地铁领导小组第一次会议决定1965年7月1日正式开工，首先开挖石景山至五棵松一段。北京市负责拆迁、修下水道、改河道，公安部提出人防方案，工程局勘测设计处负责设计，铁道部鉴定委员会主持技术审查鉴定。27日，地铁领导小组召开第二次会议，听取并讨论设计、施工方面提出的13类问题。30日，李先念、彭真听取汇报后，同意由北京站至石景山设14个车站的方案（增设木樨地），崇文门、正阳门、宣武门可以拆除，箭楼不拆（后又决定保留正阳门）。在石景山站北向福寿岭方向及八宝山站西向京原铁路方向预留进山线的“衔接口”。4月10日，国家计委复函同意北京地铁开工计划，1965年投资8900万元。相关单位组成地铁拆迁办公室和改河工程指挥部，承担复兴门至崇文门全长7公里的护城河改造加盖工程。24日，下达施工准备计划。17日至26日，铁道部鉴定委员会邀请国内相关专家鉴定北京地铁初步设计方案。5月1日，经国家建委、经委批准，正式成立铁道部地下铁道工程局。5月5日，北京地铁领导小组召开第三次会议，讨论地铁鉴定中提出的问题，决定增设八角村、象来街（长椿街）两个车站。
1965年2月4日，毛泽东在关于修建地铁的请示报告上的重要批示
4月，施仲衡率20多位技术人员，以及铁道兵12师59团1营官兵，在石景山至八角村区间进行500米浅埋加防护试验。八宝山至玉泉路为降水工点，玉泉路车站试点降水施工。降水、防水是修建地铁的关键技术问题。北京城位于永定河冲积扇区，水文地质条件复杂，地下水位高，水量大，地层渗透系数高。1957年3月至7月，地质勘探队在北京东、西郊打了43个深孔和41个浅孔，探明北京地下2米就有水，西郊涌水量每小时100～150吨，东郊涌水量每小时20～50吨。如果不能降低地下水位，基坑就会变成大河。经过大量科学计算和反复试验，终于研究出一套适合北京地质条件的大口井和深井泵降水，特殊地段采用集水坑直排。1960年10月以后，木樨地井点将地下水位由4.6米降到9.1米，达到设计要求的95%。降水试验基本摸清了木樨地一带的地下水渗透系数，为水文地质勘探提供了可靠资料。紧接着打拔桩试验，证明均无问题。
地铁隧道的几个方向都是有压力的地下水，地铁的防水要求高于所有的建筑级别，对地下水的抗水压、抗老化、延伸率和施工工艺要求很高，必须不渗不漏。为解决防水问题，杨勇专门考察了海军的潜水艇。在前一段试验的基础上，设计人员参照苏联地铁防水规范，在清华大学做了各种结构试验，还到杭州、武汉做通风试验，又到哈尔滨军事工程学院、某试验基地进行过原子弹爆炸试验。很多国外较好的防水材料当时国内还不能生产，也不可能大量进口。技术人员经过反复试验，选择成本低、防水性能较好的玻璃布油毡，获得成功。
1965年5月25日，地铁工程局向地铁领导小组报告，确定了防护等级。根据核武器地面或高空爆炸、直接命中等不同情况，以及工程造价，初步考虑在环城线地面修建环城公路，加强地下交通的防护能力，同时有利于城市道路立体交叉。挖出的土方在城东或城南郊堆若干人造山，作为城郊国防工程的骨干。
6月19日，地铁领导小组第四次会议，讨论“七一”开工典礼等问题，同意石景山至八角村区间，八角村车站、八角村至八宝山区间三个工点。确定地铁进山线路方案由石景山向北延伸，经金顶街过福寿岭出地面，与地面铁路专用线相接，经三家店通入丰沙铁路。全长6.3公里，投资6150万元。国务院副总理李富春专门到现场检查，认为地铁“七一”可以开工。
北京军区司令员杨勇在北京地铁开工典礼上讲话
北京地铁一期工程开工典礼
1965年7月1日9时，北京地铁一期工程开工典礼在玉泉路西侧两棵树龄有700多年的白果树下举行。彭真主持，党和国家领导人朱德、邓小平、李先念、罗瑞卿等出席。杨勇在大会上讲话，他说：地铁建设是百年大计、千年大计、万年大计，但它又是一项崭新的事业。发达国家早在百年前就修建了地铁，在我国还是开天辟地第一回。别人有的，我们也一定要有！我们一定遵循毛主席“精心设计，精心施工”的教导，以高标准、高质量、高速度、低造价、事故少的要求，进行设计和施工，多快好省地建好我国第一条地下铁道。
地铁“开膛破肚”首先就是拆迁。根据彭真指示，佟铮召集规划局、市政局、市政设计院、房管局、公安局交通处、园林局、供电局等单位组成地铁拆迁办公室，统一办理拆迁事宜。
地铁一期工程由铁道兵12师、铁道部地下铁道工程局和北京市建设局共4万余人施工。地铁工程局负责北京站至沙窝段13.97公里，铁道兵12师负责沙窝至福寿岭站15.06公里。地铁工程结构复杂，技术性强。杨勇为此提出地铁建设的三条原则：“地上服从地下，交通服从战备，时间服从质量。”
地铁工程正式开工后，杨勇上班时间处理军区工作。每天吃过晚饭，他就在家中走廊摆上桌椅，开始为地铁办公。长驻铁道部的安谦（北京军区作战部防空科副科长）回忆：地铁领导小组开过八次会议。每次会前，杨勇都要详细调查了解工程的进度、质量以及存在的问题，并提出要求。杨勇的三儿子北北回忆：好多人常常来家里开会，大地图摆不下，就铺在地上。爸爸脱了鞋，穿着袜子在地图上看来看去。本来，北京军区的事情就够多的了，又加上修建地铁，更忙得不亦乐乎。那时杨勇的办公桌上有三部电话，军线、地方线和直通中南海的红机子，白天黑夜轮番“轰炸”。
杨勇多次深入地下施工现场检查工程质量。因为没经验，冬季施工，草帘子盖着混凝土，电焊火花引着草帘子。南礼士路和古城因电焊火花发生过两次火灾。杨勇详细询问了自动灭火装置，责成安谦沿地铁施工路段检查，提出一套切实可行的措施，同时加强管理和安全教育。以后还发生过八角村滑坡塌方，南礼士路地下管道、电缆设施断裂等问题，杨勇都及时指示处理。铁道兵12师政委陈辛火回忆：1965年冬天第一场大雪后，先施工的西段基本完成。杨勇顶着北风，钻进地铁主体结构，拿着手电仔细检查是否漏水，水泥标号是否符合标准等，叮嘱战士们要遵守操作规程，确保工程质量。
1966年，地铁公主坟以东和进山线全面铺开。年底五棵松、古城站完工，长椿街也在加紧施工。1967年地铁古城至公主坟的主体结构基本贯通时，杨勇已被关押，大批工程师也被下放，地铁一期工程由国家建委临时兼管。1968年3月15日，铁道部军管会向李富春、李先念并周恩来请示：鉴于原有的以杨勇为组长的地铁领导小组已经瘫痪，建议中央重新指定人员组成领导小组。12月25日，北京市革委会指定郑维山、杨杰、杨寿山组成新的地铁领导小组。
1968年底，地铁一期的主体结构完工，机电设备进入全面安装阶段，但尚有70%的设备还没有落实。1969年3月初，中苏边界接连发生冲突，苏联甚至扬言随时准备进行“毁灭性的核回击”。地铁工程局派出4个巡回催货小组。3月19日，国家计委、国家建委、物资部、一机部、四机部、铁道部发出联合通知，要求有关单位提前交货。到4月初，80%以上的设备到位。
1969年上半年，地铁一期工程进入收尾阶段。工程累计革新近200项，其中最后完工的北京站，结构复杂，技术性强，能不能按期完工，直接关系到国庆20周年能不能按时通车。铁道兵12师59团创造安装钢管柱的先进办法，加快了安装进度，提前100天完成任务。
8月20日，地铁全线电力、通信、信号、车辆系统全面试运行。9月10日前，全部工程达到正式通车水平。从北京火车站起，西至苹果园，全长23.6公里，17个车站。正值“文化大革命”期间，增加了3个地铁车站和4个地下电站，线路长度增加了9公里，同时加强了全线起爆层以及护城河改道等，比计划通车时间晚了1年多。
1969年新中国第一条地铁试运行
北京地铁一期工程正式通车前，部分地铁车站小范围地接待外宾和群众参观，每天限定人数。1969年2月，木樨地车站凭单位介绍信，开始有组织地接待集体参观。7月30日，地铁工程局和铁道兵12师组成联合接待办公室。国庆节前共有1万人分3天参观地铁。8月27日，北京地铁领导小组决定，遵照周恩来指示，地铁通车时不举行典礼。9月30日上午，叶剑英、李先念、姬鹏飞分别陪同应邀参加国庆活动的6批外国领导人参观地铁，其中有朝鲜最高人民会议常任委员会委员长崔庸健、越南劳动党中央委员会第一书记黎笋等。
1970年2月6日，周恩来指示铁道兵司令员刘贤权，北京地铁改归铁道兵管理，并成立一个领导小组，由刘贤权、吴德、杨杰、郑维山等人参加。其任务首先是总结地铁一期建设经验和规定改进措施，提出二期施工计划。3月20日，铁道兵成立北京地铁工程指挥部。4月15日，铁道兵12师成立北京地铁运营管理处。
4月30日深夜，周恩来视察地铁建设，详细询问了设备安装和车辆运行情况，并对车厢宽度、座椅造型、站牌数量及字迹大小提出了改进意见。12月3日，周恩来在地铁领导小组关于北京地铁运营准备工作情况的汇报上批示：“拟同意，改为1971年1月开始，在内部售票，运行一段，接待参观群众。”12月11日，地铁领导小组发出内部通知：1971年1月15日内部开放，运行区间为北京站到立新站（公主坟站），沿线10个车站全部开放，全长10.7公里。开放时间为每日7点至18点，凭单位介绍信到各站买票，单程票价1角。8月15日，运营车站延长到玉泉路站，全长15.6公里。11月7日开始编制平日、节假日列车运行图，运营车站延长到古城路站，全长21公里。1972年12月27日，免证件出售车票，单程票价仍为1角。1973年4月23日，运营车站延长到苹果园。
1971年至1975年，北京地铁因“九一三”事件等先后三次停运，累计达398天。1975年11月，北京地铁由军方划归北京市管理。1981年2月21日，国家建委根据国务院副总理谷牧指示，成立北京地铁一期工程验收交接委员会，具体办理验收交接工作。4月20日，北京市地铁公司成立。9月15日，地铁一期工程在10年试运营后，正式交付使用，对外开放19座车站，终点为苹果园。
实际上，地铁一期工程的终点不是苹果园，而是位于石景山区中部福寿岭南侧的地铁福寿岭站。1982年版北京市区地下铁道规划方案中就出现过，但不对外开放。2021年1月18日，石景山区人民政府在2021年政府工作报告中提出“重点推进地铁1号线福寿岭站”，北京第一条地下铁道有望在50多年后画上圆满的句号。