建国初期，上海轨道交通基本上是在原有有轨电车基础上发展起来的。但在市区道路行车状况日益复杂的情况下，有轨电车已逐渐不能适应。上海市政府决定停驶有轨电车，至此为上海城市交通奠定基础的有轨电车开始从上海的道路上消失了。
1958年，在倡导“解放思想”的年代，一种新的地下轨道交通棗地铁，开始在人们心中酝酿。当时想要建造地铁除了看中其交通功能外，可能更看中其隐蔽作用，将其作为一种战备设施。然由于技术、人才及资金等方面的原因，建造地铁的计划被搁置了。虽然建造计划搁浅，但建设地铁的试验仍在继续进行，1966年代号为“六○工程”的地铁初期试造工程在衡山路10号秘密进行，试验通道在地下推行了60米，可好景不长，“文化革命”风暴再次使试验工程流产。
80年代以后，上海城市发展规模和速度快速提高，中心城区向周边延伸，卫星城镇的兴起和发展，宝山、闵行、金山、嘉定、松江先后划入城区范围，这些变化对调整城市布局、合理分布产业、疏散中心城区工业及人口都起到了作用。
就在城市发展过程中，上海城市公共交通长期滞后所产生的弊病也日益严重起来，并呈现出恶性循环的迹象，主要表现在一个“挤”字：人挤、车挤、道路挤，人们在为交通拥挤被迫无效地消耗大量的宝贵时间。
为解决交通梗阻，上海市政府于1983年重提建设地铁方案。这是一个包括更大规模的交通改造设想，相应机构“南北快速有轨交通项目筹备组”也成立了。“南北”，南指金山，北指宝山。“快速有轨交通”则包括地下的、地面的以及高架的有轨交通，有别于过去慢吞吞的有轨电车。1985年该机构改名为“地铁公司”，统筹建设上海市新的轨道交通系统工程。
1990年1月，地铁一号线首期工程开工。经过4年多艰苦施工，到1994年12月12日，工程完工进入通车调试。1995年4月10日，全长16.21公里，南起锦江乐园（全线通车后改名为虹梅路站），北迄上海铁路客运站，以上海历来最薄弱的南北交通为基本走向，呈反S型的地铁一号线正式营运。1996年底，地铁一号线西南端向莘庄方面的延伸段建设完成，全长5.2公里，于1997年7月正式营运。地铁一号线沿途共设16个车站，其中11个地下车站，5个地面车站，全程行驶约需30分钟。上海的地铁梦，历经三十几年的风风雨雨，终于由美丽的幻想变成了现实。
1996年，地铁二号线开始兴建。1999年10月建成试通车。这是由西向东为基本走向，连接浦西与浦东的重要快速地下交通线。地铁二号线西起浦西中山公园，途径静安寺，至人民公园与一号线交汇，通过上海最繁忙的闹市区棗南京东路，然后穿过越江隧道，至浦东龙东路，全长15.7公里。地铁二号线沟通浦江两岸，这将大大提高开发浦东地区的质量。2000年12月26日，东端延伸段龙阳路到张江高科站2.7公里竣工通车。地铁二号线全程共设13个车站。
除了地下轨道交通外，上海借鉴了国外大都市的交通发展模式，利用城市周边原有的铁路线，改造成便捷快速的高架轨道交通线。1997年7月，淞沪支线及沪杭铁路内环线路轨被拆除，高架轨道交通“明珠线”开工。2000年12月“明珠线”通车试运营。首期工程从漕河泾至江湾镇，全长24.97公里，其中地面线3.6公里，高架线21.37公里。沿途设19个车站。按行车组织安排，旅行速度为每小时35公里，设计最小行车间隔近期为8分钟，远期为2分钟。
2001年3月，世界上第一个可投入实际运行的磁悬浮快速列车工程项目在浦东开工，标志着上海拥有领先于世界水平的先进轨道交通。这条磁悬浮快速列车干线是一条连接浦东国际机场与上海市区的高速交通线，西起地铁二号线的龙东路站，东至浦东国际机场，线路全长33公里，设计最大时速为430公里，单向运行时间仅8分钟。
城市公共交通向多层面立体化方向发展，是国际上许多大城市的成功经验。随着上海轨道交通地铁一、二号线及明珠线的投入运行，上海轨道交通总里程已达到65公里，居全国之冠。根据未来城市交通规划，上海中心城区客流运送将由地下轨道交通承担，中心城区以外则以地面轨道交通为主。“十五”期间，上海每年都将建设33公里左右的轨道交通线，五年后总里程将增至233公里。轨道交通网络骨架包括棗呈“十字”形的地铁一号线和地铁二号线；呈“环状”的轨道交通明珠线，初步形成“十字加环”的格局。未来轨道交通网络经专家论证已初步确定：将由11条地铁、7条高架轻轨和3条郊区轨道线路组成。形成中心城区的地铁、轻轨系统和中心城区与新城之间的轨道交通系统两个层次。到那时上海以公共汽（电）车为主体的城市公共交通格局将被彻底改变。
