1999年，北京捷运规划中首次出现北京捷运10号线，为缓解中央商务区地面交通，其东段选择沿东三环敷设，形成北京捷运10号线一期工程雏形。

北京捷运10号线一期线路图

2001至2002年，中国城市规划设计研究院和赛斯达公司为北京捷运进行了线网最佳化为缓解北京捷运2号线换乘压力，首次提出了第二条环线的概念，由北京捷运10号线和北京捷运11号线共同组成一条新的环线，北京捷运10号线作为其东、北两段。在规划中，两条线在城市东南部的宋家庄站及西北部的蓝靛厂站进行换乘，同时北京捷运11号线向西北延伸至香山。

2003年12月27日，作为北京2008年奥运工程，北京捷运10号线一期开工，均为地下线，但由于没有施工预留，为面对东三环地下大量的管网和立交桥的桥墩基础结构，北京捷运10号线一期中有5座车站採用了分离式岛式站台设计，车站纵向分成两个或三个平行的结构，再通过通道连线。

2004年3月11日，北京市轨道交通建设管理有限公司公布了北京捷运10号线二期的线路规划，由万柳站（即巴沟站）向西延长一站至蓝靛厂站，劲松站向南到宋家庄站。

2007年，北京出台《北京市城市快速轨道交通近期建设规划（2007－2015年）》，原北京捷运11号线被併入北京捷运10号线中作为二期工程，成为一条环线；同年12月28日，北京捷运10号线二期工程开工，全长32.46千米，全部为地下线。

2008年7月19日，北京捷运10号线一期开通，兑现了申办奥运会时关于乘坐捷运从机场到奥运村的承诺。

2009年8月，北京捷运10号线在首经贸站与草桥站之间增设了纪家庙站，取消位于莲花桥站和六里桥站之间的马官营站。

首经贸站C出口

2010年，受丰台站扩建影响，孟家村、前泥洼两座车站于2010年5月停止施工。规划部门提出将孟家村站、前泥洼站取消，合併至新丰台站地下，称作“三站合一”，但因沿线居民反对，最终实施的方案中，前泥洼站北移300米，孟家村站北移100米，并分别改为泥洼站和丰台站。

2012年2月，泥洼站开始施工；同年4月，丰台站开始施工；同年12月30日，北京捷运10号线二期以“C”型分段开通。

2013年5月5日，北京捷运10号线二期剩余车站和区间开通。

北京捷运10号线起点位于北京市西北方向海淀区蓝靛厂地区的万柳站，穿过万泉河路后沿巴沟路、海淀南路、知春路、土城北路向东，斜穿城市东北角的太阳宫地区后沿东三环路一直向南，在经过南三环分钟寺桥后，沿龙爪树路向南，再沿石榴庄路向西到丰台区宋家庄；之后沿石榴庄路一直向西，经大红门、玉泉营后沿看丹路向西，在丰台区刘家村转向北；过丰台货场、丰台北路，至六里桥西站与9号线换乘，而后继续向北至蓝靛厂路站转向西北，穿过北京西机务段后转向东北沿西三环路向北，经莲花池西路、复兴路至永定河引水渠转向西北沿蓝靛厂南路继续向北，经阜石路、玲珑路、紫竹院路、远大路，至火器营转向东至本线终点万柳西折返线。

2015年7月22日起，北京捷运10号线将取消尖峰时段原大小交路套跑的行车组织方式，全天採用单一交路（全环）方式组织行车，列车最小间隔由2分15秒缩短至2分5秒，发车间隔缩短10秒，将很大程度缓解北京捷运10号线早高峰客流压力。

2015年10月13日起，北京捷运10号线列车最小间隔由2分5秒缩短至2分钟。

2013年7月12日，北京捷运10号线单日客流量首次突破200万人次大关。

2013年7月16日，北京捷运10号线单日客流量达到202.81万人次。

北京捷运10号线列车採用了DKZ15列车（车号：W401-W443），在运行时比北京捷运5号线更加平稳快速。北京捷运10号线二期开通后，出现了翻版列车DKZ34（车号：10 044－10 116）。

北京捷运10号线车辆

北京捷运10号线列车为3动3拖6辆编组，定员1468人，最大载客量1880人，最高运行速度为80千米/小时；整车以浅蓝色的色调，除车身外有浅蓝色的色条外，车内的坐椅也採用浅蓝色。在温度保持方面，车厢内夏天採用单冷空调系统；冬天，安装在坐椅下面的热风装置即使在地面运行也能使车厢内保持16℃以上；车辆设计上体现了“科技、人文、绿色”的奥运主题。该车首次与中国国外先进设计公司进行联合设计；採用通用化、模组化设计思路，减少了车辆施工的工作量；採用网路控制、国产空调系统和乘客信息系统首次实现列车网路的集中控制；首次完成SIEMENS自动驾驶信号系统与车辆牵引、控制系统的集成；首次在不鏽钢车下採用铝合金型材电线槽。

截至2016年，北京捷运10号线到位车已经达到116列。其中DKZ15型车43列（W401－W443），DKZ34型车73列。

自2019年4月9日，为缓解10号线部分车站早晚尖峰时段换乘客流压力，减少限流及乘客排队等候时间，最大程度提升运输能力，北京捷运公司对10号线部分列车的客室座椅进行局部改造。列车车厢座椅改造内容包括拆除部分车厢的六人座椅12套、三人座椅2套，增设腰靠设施26套。座椅改造后全列车增加乘客站立面积约21平方米，单列车最大运输能力提升5%。按照每平米空间站立6人计算，一趟车可多运126人。

北京捷运10号线的信号系统在北京捷运中首次採用移动闭塞CBTC系统，该系统可计算出列车运行的速度曲线，实现精确的定点停车，实现完全防护的列车双向运行模式。

北京捷运10号线列车平常分别停放于万柳车辆段、宋家庄停车场、五路停车场，其中五路停车场与北京捷运6号线共用，宋家庄停车场与北京捷运5号线、北京捷运亦庄线共用，宋家庄停车场北京捷运10号线停放位置位于宋家庄车辆基地东南角。

北京捷运10号线採用的系统能实现精确的定点停车，有效缩短列车之间的行车间隔；升高进入车厢后扶手的位置，扶手改成s型防止旅客碰头；降低车载电视的高度，免除旅客长时间仰望电视带来的疲劳；为消除旅客长时间乘车引发的疲劳，车内坐椅符合人体工学；坐椅加热功能，冬季可让乘客随时坐上热坐椅；车站採用通风空调集成系统，给乘客提供了清新和舒适的空气；安装旅客信息及实时新闻播放系统；数字集群无线系统组网，为抢险维修、防灾环控提供快捷灵活的移动通信手段；北京捷运10号线驾驶系统为西门子，控制台进口自德国，列车电机为日本进口；採用国际最先进的运行控制系统；以3分钟运行间隔的中国最高水平开通；全面落实了与近远期线路换乘设计；便民服务设施；在北京创新设计了分离岛式、10米单柱式、8米无柱式三种新型车站形式；时代特色装修设计。

北京捷运10号线车厢

北京捷运10号线国贸站被公认为是北京捷运10号线全线的重点、难点之一，车站位于交通要道的路口，地面建筑和地下管线众多，而且车站结构从国贸桥、大北窑桥的基础桩间穿过，南端与北京捷运1号线区间紧挨。车站结构底部处于承压水下5米，地下水位高，地面管井降水布置困难，而且附属洞室与主体结构接口较多，防水存在较多的薄弱环节。洞内钻孔灌注桩空间狭小，出入口斜通道坡度陡，土方外运困难。施工方要做到地面沉降不大于5厘米，桥桩不均匀沉降不大于5毫米。

黄庄、北土城、金台夕照、国贸等重点车站，在符合整体风格的同时，也根据所处不同地域而彰显个性:如北土城站与元大都遗址城墙相呼应，採用城墙砖的深灰色侧墙；国贸站突出闹中取静的特点，而墙体瓷砖刻意採用了淡雅的水墨竹图案；金台夕照站由于车站周围就是央视、北京电视台，特意以拱形空间密布圆形装饰灯的设计象徵媒体的辐射力，也隐喻燕京八景之一“金台夕照”的典故。

北土城站D1出口

北京捷运10号线二期部分车站採用了“一头宽一头窄”的楔形设计。例如慈寿寺站，长条状的浅咖啡色吊顶格栅越靠北的站台吊顶越显得侷促。这个楔形站台南宽北窄，能差出1米多。考虑到换乘站客流不均衡，靠近换乘通道的站台区域乘客更密集，就进行了特殊加宽处理，并设定换乘自动扶梯。

北京捷运10号线作为北京捷运轨道交通线网中的第二条环线，具有连线中心城西北、东南方向的对角线功能，是线网中的骨架线路。（搜狐奥运 评）