广州地铁3号线

於1997年規劃中，當時的方案B，5號綫環線的東段，體育西路至客村一段，即為現時3號綫的中段。

2000年規劃中，因應番禺撤市建區，同時天河西部開始發展，因此該段被獨立出來，北端延至廣州火車東站，南端按現有走向延長至番禺廣場。同時從體育西路分岔出一條支線，向東沿天河路行進，再大致轉向北伸展至天河客運站。同時從廣州火車東站出發，沿廣園路、舊白雲機場中軸線和機場高速行走的機場快線也出現了。現時3號綫除北延段的路線走向基本確定。

在2003年初步方案中，機場快線被併入3號綫中，並改為大致沿白雲山東邊的廣州大道北佈置。南端也得以大幅延長，從番禺廣場向東到達規劃廣州新城後，沿京珠高速繼續向南，到達南沙。後來2003年方案局部修改，3號綫和4號綫交換廣州新城（現海傍站）以南及以東的路段，同時嘉禾以北的走線亦被東移，改為行走106國道。現時3號線全線走向也基本得以定型。

2001年12月26日，大塘站作為試驗段開工，2003年1月26日，大塘站封顶，成为全线第一个封顶的车站。大塘站作为三台盾构机的始发站，对整个工程起控制性作用。[1]2003年2月8日，三号线市桥北至番禺广场盾构区间始发，成为三号线首个开工的盾构区间。[2]而主線與支線的匯合站——體育西路站亦於同年5月18日正式開工，车站部分结构位於一号线原有车站底下80厘米。[3]5月30日，市桥站主体提前一個月封顶。[4]而在同日，沥滘站开工。[5]2004年8月3日，珠江新城至客村右線順利通過640米寬的珠江，抵達南岸。[6]9日，大石至汉溪區間右线贯通。[7]10月22日，主线广州东站至林和西站区间工程完成；同日，岗顶站封顶。[8]11月26日，客村站完成土建工程[9]。隨後於2005年2月28日，體育西路站封頂。[10]5月23日，汉溪南至市桥北盾构区间左线贯通。[11]

2003年5月22日，广州地铁与阿尔卡特签订了价值4000万美元的基于Seltrac S40的列车控制系统供应合同。[12]7月30日，三号线首批9个车站的99台扶梯供应合同正式签订，供应商为广州日立电梯有限公司。[13]2005年11月18日，三号线列车于湖南株洲电力机车有限公司下线。[14]

三號綫首通段（廣州東站—客村）與二號綫調整工程及四號綫大學城專線段於2005年12月26日下午2時正式投入服務[15][16]。此時由於無法使用廈滘車輛段，所有3號綫列車都必須暫時使用2號綫的赤沙車輛段[註 1]，通過客村站東南方的聯絡線以及客村至磨碟沙段的路軌來往赤沙車輛段和3號綫正線。該段開通時使用3節編組列車行走。

2006年6月6日，市桥至番禺广场区间盾构机抵达番禺广场站，标志着三号线隧道全线贯通。[17]9月25日，客村站至汉溪站区间开始热滑。[18]

2006年11月20日，3號綫全線停止服務40天，进行三号线的全线（广州东站/天河客运站—番禺广场）贯通前的联合调试。运营事业总部亦於十天後正式接管市桥站、番禺广场站、天河客运站、五山站、华师站、岗顶站及石牌桥站的管理权、指挥权和使用权。至此，三号线全线顺利实现三权移交。[19]同年12月30日，三號線恢復服務，一期全線通車。行車路線更改為天河客運站—番禺廣場和廣州東站—體育西路，兩者需要在體育西路站換乘。廈滘車輛段也正式啟用。兩條路線均繼續使用3節編組列車行走，並計劃使行車間隔壓縮至3分鐘，以提高行車密度的做法來增加運力。官方稱為「小編組，高密度」（但實際該密度仍未能算高密度），這種思路也對其後的4號線、5號線、6號線和廣佛線等線路的設計產生影響，令上述线路使用了载客量较少的车型和较短的编组。

2007年5月14日，3號線北延段（原機場快線）原有17.03公里高架路線的规划全部更改为地下敷设。为此廣州市政府增加投資10億元，工期延長9個月。[20]同时，为控制投资，原有快慢車設計被取消，機場快線服務亦無法實現。2008年6月24日，按照广州市建设委员会的要求，广州地铁将在永泰站（现白云大道北站）与同和站之间增设永泰东站（现永泰站）。[21]7月28日，國家發改委正式批覆三號線北延線工程可研報告。[22]12月8日，三号线北延段列车采购合同正式签订。2009年2月16日，三号线北延段同永嘉区间，中铁隧道罗威特盾构机始发。[23]11月29日，广州东站与燕塘站区间，成功地铺设了第一个轨排。9月28日，三号线北延段施工最难的区间梅花园站至同和站段双线贯通。11月20日，燕塘站主体结构施工全部完成。2010年2月19日，北延段施放第一条接触线。燕（塘）梅（花園）盾構區間於4月20日雙線精密安全貫通，標誌着三號線北延段全線貫通。4月30日，嘉禾车辆段迎来了第一次冷滑测试。6月20日，北延段嘉禾以北接触网进行了冷滑试验，并试验成功。23日，嘉禾以北接触网一次性送电成功。26日，嘉禾以北接触网进行热滑试验。7月18日，北延段短轨顺利贯通。30日，北延段长轨贯通，至此，2010年广州亚运前开通的地铁路线铺轨工作全部完成。

2010年，广州地铁開始把所有3節編組列车兩兩重聯，变为6节編組列车[24][25]。2010年1月28日，首列广州地铁三号线北延段增購的6節編組列车始交付。3月21日凌晨，广州媒体记者在3号线厦滘车辆段，观看了“3改6”列车重联过程。4月20日，广州地铁3号线广州东站—体育西段，由2列6节编组的新车运行，率先实现“3改6”。2010年4月28日，兩兩重聯列車正式於天河客運站至番禺廣場段投入服務，3号线全線正式使用6节编组列車行走。

10月10日，工程師鍾吉章稱，嘉禾望崗至龍歸站的聯絡通道混凝土抗壓強度未達標，存在嚴重安全隱患。事件引起媒體和市民的熱烈討論。11日广州地铁及施工单位、检测单位均表示，三号线北延段的一条联络通道确实未达到设计标准，但地铁公司称，该工程经设计单位验算，结构仍处于安全合格范围，遂已验收，将如期于10月30日开通。

2010年10月30日早上，廣州市在新白雲國際機場隆重舉行廣州地鐵三號線全線貫通試營運儀式。下午2時，3號綫北延段（機場南—廣州東站）全線投入營運，原體育西路—廣州東站列車全數改以機場南為北端終點站。

2013年7月1日起，3號線工作日早上加開「同和至大石單向早高峰短線」[26]。2014年，B1型列车开始改造广播系统，以具备进入廣州東站以北的三號線北延段服務的條件[27]；同年8月2日開始，3號線信號系統軟件進行升級測試，全線（含北延段）車站月台顯示屏均會顯示接下來三班列車的終點站和到達時間。

2017年12月28日中午，北延段預留車站高增站與9號線同步開通啟用。

2018年4月26日早上，廣州白雲國際機場2號航站樓正式啓用，机场北站一同投入營運，取代機場南站成為3號線北端終點站[28]。至此3號線北延段全線所有車站開通投入服務。

2018年9月25日起，3号线早高峰增开番禺广场至同和的双向区间车。[29]

2019年1月15日至1月17日期间，3号线在中峰期时段试行机场北至番禺广场双向交路[30]。1月21日起，3號線開始在工作日非高峰期和節假日全日全面開行机场北至番禺广场双向交路。至此3号线全面常态实施筹备多年的“Y”型交路运行模式。6月18日至20日期间以及7月8日起，该安排扩展至工作日晚高峰时段[31][32]。

• 高增站：换乘9号线。本站兩線平行，建造时已同步实施，但並非平行換乘，需经过地下一层的缓冲平台层进行换乘。
• 嘉禾望岗站：换乘2号线与14号线。本站与2号线为平行换乘，与14号线为站厅换乘，同时也是广州地铁的第一个三线换乘站，但由於該站為2號綫北端總站，故南行方向的乘客可以直接在站台对面换乘2号线，北行方向的乘客需先上到換向層或站厅再下至南行方向的站台才能换乘2号线，而换乘14号线则需经站厅换乘。
• 燕塘站：换乘6号线。建造时已同步实施，为十字型节点式换乘。由於客流安排的關係，6号线站台可通过新建的换乘通道乘扶梯到達換乘平台再到3号线站台；而3号线前往6号线则需繞經站厅。
• 广州东站：换乘1号线。雖然本站在建设期间没有作出预留，但在两线联络通道处设有直达1号线站台的通道。
• 林和西站、廣州塔站：转乘珠江新城旅客自动输送系统，需要出闸。
• 体育西路站：换乘1号线。雖然建造時使用了當年1號綫建造時預留換乘黃埔輕軌的結構，但本站仍需经过站厅换乘。同时，本站亦是3号线主线与支线之間的换乘站。
• 珠江新城站：换乘5号线。建造时已同步实施，为十字型节点式换乘。
• 客村站：换乘8号线。建造时已同步实施，为十字型节点式换乘，兩線通過重疊部分的轉換夾層連接。值得一提的是，本站設計時並不是轉車站，後來在舊2號線動工後突然確定為轉車站，才緊急停工並更改設計作出預留。但儘管如此建造時還是需要托換現8號線月台的樁基。
• 沥滘站：换乘广佛线。建造时已同步实施，为十字型节点式换乘。
• 汉溪长隆站：换乘7号线。因建设期间没有作出预留，需经站廳通道换乘。
• 天河客运站：换乘6号线。因建设期间没有作出预留，需经站厅通道换乘。

• 体育西路站：前往天河路站换乘10号线；以及前往花城廣場北站换乘13号线。天河路站将新建换乘通道连接体育西路站实现换乘[33]；而花城广场北站因週邊條件所限，將以地面換乘通道连接体育西路站[34]，計劃留待未來車站週邊進行舊城改造時再增建地下換乘通道[35]。
• 广州东站：换乘11号线和18号线。因建设期间没有作出预留，预计需经通道换乘。

• 華師站：换乘11号线。因建设期间没有作出预留，预计需经通道换乘。
• 大塘站：换乘11号线。因建设期间没有作出预留，预计需经通道换乘。
• 番禺廣場站：换乘18号线和22号线。因建设期间没有作出预留，预计需经通道换乘。

• 海傍站：换乘4号线。亞運城建設時已預留了3號線車站位置，既有4號線車站位于地面的站厅也预留了地下換乘通道和扶梯接入的位置，预计可以实现站厅换乘。

• 大石站：原定换乘7号线，已在站厅北端预留了侧式站台的部分结构，但因7号线改走汉溪长隆站，该结构暂时弃用以假墙遮蔽。規劃中的佛山地铁4号线將會經過本站，但未知會否使用該預留結構。
• 林和西站：原定换乘14号线（今11号线），设计时考虑了于天河北路下方预留与现有站台呈十字相交的侧式站台、并在3號線站台預留未來增设站台到站台换乘扶梯的条件。但因规划调整后的11号线改走广州东站，该结构至今仍未实施。

体育西路站4号站台的导向指示牌

3号线主线是机场北－體育西路－番禺广场，支线是天河客运站－体育西路。现阶段开行三条行車路線：

• 机场北－体育西路－番禺广场，全日行驶。
• 天河客运站－体育西路－番禺广场，全日行驶。
• 机场北－体育西路，僅在工作日日間非高峰期和晚間高峰期，以及節假日全天行駛。[註 4][註 5]

目前此行車方案並不是固定的，未來將继续視客流情況更改行車路線[39]。

在運營方常態化加開機場北貫通至番禺廣場的行車路線前，因3號線實際分為兩條不重合的行車路線長達十年有多，廣州地鐵和市民在日常生活及工作中多數把天河客運站來往番禺廣場這段路線直接稱呼為3號線；而把機場北來往體育西路這段路線稱為3號線北延段，或直接簡稱為3北線[註 6]，作為區分。

因3號線線路較長，加上在早晚間高峰時段，不少車站均有大量乘客，尤其3號線中段車站的乘客更是難以登上列車。為此3號線在早晚高峰時段均設有區間短線車，以疏導車站積壓的大量乘客。但受限於車站配線及客流情況，現時只設有以下幾條主要的區間短線：

• 體育西路↔同和：該路線只在工作日早上高峰期間開行，以加密北延段同和至體育西路一段的列車班次。這些班次在同和站後存車線開出，或嘉禾車輛段開出的列車空載行駛至同和站起載前往体育西路。2018年9月25日實施時该交路为同和来往番禺广场[29][40]，随着番禺广场来往机场北交路改为全天行驶，2020年2月24日起该交路南端终点从番禺广场缩短至体育西路。

• 機場北↔大石：該路線只在工作日早上高峰期間開行，以繼續加密機場北至大石一段的列車班次[41]。

• 同和/龍歸/嘉禾望崗/天河客運站→大石：該路線只在工作日早上高峰期間開行，2013年實施時只從同和站往南運行至大石站。在2018年9月開行番禺廣場至同和雙向區間車後，有三班車調整為在早上8時前後，分別在龍歸站開出一班，和在嘉禾望崗站開出兩班，均前往大石站。至于天河客運站开出的路線则只在工作日早上約08:18開出一班，以疏導早上超高峰期間天河客運站及3號線支線沿途各站往市區的乘客。上述班次行駛至大石站後將折返，然後部分列車改為開往机场北或者天河客運站；另一部分列車則會直接退出服務，進入站後存車線待命或返回廈滘車輛段。

• 大石/廈滘/客村→天河客運站：該路線在早晚間高峰均有開行，以疏導大石至客村沿途各站積壓的大量乘客。這些班次會在大石站後存車線、客村站後存車線或直接在廈滘車輛段開出；亦有在廈滘車輛段開出的列車空載行駛至客村站才開始載客。

• 體育西路→番禺廣場：該路線在早晚間高峰均有開行，以疏導體育西路站積壓的大量乘客。這些班次是在天河客運站折返後的列車，不停站行駛到至體育西路站才開始載客。

• 體育西路/番禺廣場→嘉禾望崗：這種班次實際上是晚低峰臨近收車時段，返回嘉禾車輛段的回廠列車。這些班次抵達嘉禾望崗站後將會清客，然後立即返回嘉禾車輛段。

• 林和西/廣州東站→機場北：該路線只在工作日晚間高峰期間開行，疏導晚間高峰北延段林和西站和廣州東站因難以登上列車而積壓的乘客。這些班次會在廈滘車輛段或大石站後存車線開出，沿途不停站行駛至林和西站或廣州東站才開始載客，然後前往機場北站。這些班次抵達機場北站後將直接退出服務，然後折返，沿途不再載客直接返回嘉禾車輛段。

3号线东延段工程西起已开通运营的三号线番禺广场站站后折返线末端，沿亚运大道（原清河东路）向东延伸，在番禺汽车客运站南侧设置番禺客运站，下穿南沙港快速路后，在规划石基路路口设广州新城西站，在金光大道（规划路）路口设金光大道站，至京珠高速路-亚运大道立交西侧转向东南，之后向东下穿京珠高速路及轨道交通四号线高架，在亚运城媒体中心南侧设本线终点海傍站。目前番禺廣場至海傍段作為廣州市新一輪軌道交通（2015-2025）建設規劃方案的線路之一，已於2017年3月下旬獲國家發改委批覆立項，工可报告亦在2018年1月上旬获批[56][57]。

2018年11月19日東延段正式開工建設[58]。2020年10月，东延段首台盾构顺利始发[59]。

3号线东延段（番禺广场～海傍）全长9.58km，共设4座车站，其中换乘站1座：海傍站与4号线换乘。全部为地下线，平均站间距2.38km，最大站间距为3.04km，為番禺客运站至广州新城西站區間；最小站间距1.9km，為广州新城西站至金光大道站區間。本线设停车场一座，位於番禺區市蓮路南侧、長沙路东侧、亞運大道以北，與廣州新城西站接軌。3號線東延段將增購60輛/10列列車[60]。

在3号线当初的规划中，有计划延伸至海傍以东的海鸥岛。在2007年开展编制的轨道交通线网规划中，已规划三号线至海鸥岛，并预留延伸至东莞的条件。

但有市民担心建设地铁会破坏海鸥岛生态环境。在2016年底，广州“54个江心岛保护规划”方案获得市规委会通过，海鸥岛作为其中17个“限制开发类岛屿”之一。最终于2017年2月15日，广州市国土规划委官网在回覆市民提问时，表示：“根据新一轮的轨道交通线网规划，三号线将东延至海鸥岛。”[61]

另外，海傍與海鷗島之間規劃有廣州新城東站，但因該站規劃與另一條軌道交通線路換乘，站位需要統籌考慮設置，現時站位仍未穩定。

故此3号线东延段現時先建設海傍站以西的一段，以東往海鸥岛一段則留待未來繼續規劃[56]。

3號線支線拆解前後示意圖

根据廣州市新一輪軌道交通（2015-2025）建設規劃方案，未来支線段（天河客运站至石牌橋站）将拆離3号线，向西南延伸，經過越秀區、海珠區至荔湾区西塱結束，形成10号线。

屆時拆解節點將位於天河路體育東路口東側，即BRT石牌橋站西側。但3號線建設時並没有預料到未來需要對支線進行拆解，從而未作出任何預留條件。故施工期間需要對拆解節點上方的天河路部分路面進行圍蔽，並會對3號線支線的運營造成一定影響；同時受限於10號線規劃走線，現有體育西路站的結構及周邊建築環境，10號線只能在體育中心南側的天河路下方新建天河路站，並通過地下通道連通現有體育西路站實現換乘。拆解後，支線石牌橋前往體育西路的路段將會成為3、10號線的聯絡線，不再參與日常運營，僅供工程車或車務調動使用；而體育西路前往石牌橋的路段將會停用並廢棄。

目前該工程已於2017年3月下旬獲國家發改委批覆立項，並於2018年11月19日正式開工建設。