La línea 9 de Metro de Madrid recorre la ciudad de norte a sureste, conectándola después con las localidades de Rivas-Vaciamadrid y Arganda del Rey. Circula entre las estaciones de Paco de Lucía y Arganda del Rey a través de 29 estaciones con andenes de 115 m, y a lo largo de 39,5 km de vía en túnel de gálibo ancho.

La línea está dividida en dos tramos independientes, conectados mediante la estación de Puerta de Arganda. El tramo sur, externo a la capital, y el más corto de los dos, es conocido como tramo TFM, por las iniciales de la empresa subsidiaria que lo construyó (Transportes Ferroviarios de Madrid).

Al estar el tramo TFM ubicado en una zona tarifaria distinta a la del resto de la línea y tener una demanda diferente, se ha de realizar en Puerta de Arganda un cambio de tren a través de un andén central. Al cambiar de tren en Puerta de Arganda para entrar en la zona TFM, no es necesario validar ningún título adicional, ya que los billetes y abonos válidos para el tramo concesionado se validan en los tornos de salida de las estaciones de Rivas-Urbanizaciones, Rivas Futura, Rivas-Vaciamadrid, La Poveda y Arganda del Rey. Al cambiar de tren en Puerta de Arganda para continuar hacia la zona A, los viajeros ya han validado su título TFM en las estaciones de acceso y deben disponer de un título válido para la zona A si desean proseguir viaje hacia San Cipriano y el resto de la línea 9.

La línea 9 es la única del Metro de Madrid que usa trenes de la serie 6000. También es peculiar al tener dos propietarios, uno en el tramo central y otro en el TFM.

Historia 1980-1986: los 3 primeros tramos El primer tramo de la línea 9 se inauguró el 31 de enero de 1980 entre las estaciones de Sainz de Baranda y Pavones, con un total de 5 estaciones y 3,5 km. Este trazado llevaba el metro por primera vez a Moratalaz y al barrio de la Estrella.

El 3 de junio de 1983 se abrió un nuevo tramo independiente del anterior entre Plaza de Castilla y Herrera Oria. Este tramo discurría bajo la avenida de Asturias (entonces inexistente) y la calle Ginzo de Limia hasta su intersección con la avenida del Cardenal Herrera Oria. Este nuevo trazado de 3 estaciones y 2,864 km da servicio al distrito de Chamartín, el barrio de La Ventilla y el Barrio del Pilar. A esta zona se la denominó línea 9B.

La línea 9B se prolonga el 30 de diciembre de 1983 hacia el sur, desde la Plaza de Castilla, hasta la Avenida de América. Este tramo comprendía unos 4,235 km en las que englobaba las estaciones de Duque de Pastrana, Pío XII, Colombia, Concha Espina, Cruz del Rayo y Avenida de América. Este tramo discurría por las calles Mateo Inurria, Avenida de Pío XII y la calle Príncipe de Vergara.

Quedaba pendiente unir estos dos tramos independientes, numerados como 9A y 9B. Así, al acabar el túnel de 3 km y las 3 nuevas estaciones (2 con enlace) entre Avenida de América y Sainz de Baranda, se abrió al público el 24 de febrero de 1986 uniendo la línea en un único trayecto.

1995-1999: ampliación sureste En los planes de ampliación de dicho periodo se proyectó una ampliación al sureste de la línea para dar servicio a Vicálvaro. A esto se sumó un proyecto de ampliación de la línea más allá de la estación de ferrocarril Vicálvaro para alcanzar Campo Real, donde había intención de construir un nuevo aeropuerto. Tras decidirse la ampliación del existente en Barajas, se decidió llevar la línea a Rivas-Vaciamadrid y Arganda del Rey sin prolongarla a Campo Real aprovechando parte del antiguo Ferrocarril del Tajuña o "tren de Arganda".

El primer tramo de esta ampliación, que alcanzaba la estación de ferrocarril de Vicálvaro se completó y abrió al público el 1 de diciembre de 1998. A diferencia de otras ampliaciones del mismo periodo, en ésta no se usó catenaria rígida. Este tramo de 4,6 km y 4 estaciones da servicio al nuevo barrio de Valdebernardo, entre Moratalaz y Vicálvaro, al casco antiguo de Vicálvaro y conecta finalmente con la estación de Cercanías Renfe.

El segundo tramo, de 18 km y 4 estaciones, se abrió al público el 7 de abril de 1999. Sus características se ajustan más a una línea de ferrocarril suburbano o de cercanías que a una de ferrocarril metropolitano, las estaciones están más separadas entre sí de lo habitual, la mayor parte del tramo discurre en superficie y todas las estaciones constan de un aparcamiento disuasorio al tener un área de influencia mayor al habitual. Buena parte del trazado aprovecha la antigua plataforma del Ferrocarril del Tajuña. En este tramo están soterradas dos estaciones con andén central y elevadas las otras dos con andenes laterales. Para explotar la línea al principio, invertían la marcha en Puerta de Arganda 3 de cada 4 trenes, pero a la vista de la demanda se decidió separar completamente la explotación en 2001 cambiando de tren en Puerta de Arganda.

Aunque construido por el TFM (Transportes Ferroviarios de Madrid), la operación se subcontrato a Metro de Madrid, ya que era más efectivo que tener una operación independiente del resto de la red. Algo similar ocurre en el ML1.

2003-2007: Rivas Futura De acuerdo con el plan de ampliación 2003-2007 del Metro de Madrid, se comenzó la primera fase del cubrimiento de vías del metro en Rivas y la construcción y apertura de la estación de Rivas Futura, situada entre Rivas-Urbanizaciones y Rivas-Vaciamadrid, y financiada en parte por el grupo inmobiliario Avantis, como parte del nuevo barrio del mismo nombre promovido por esta empresa en Rivas-Vaciamadrid. Esta apertura comenzó sus obras en 2007, y abrió al público el 11 de julio de 2008.

La estación contó para su construcción con un presupuesto de 10 millones de euros, una parcela de 4000 m2 de superficie cedida por el Ayuntamiento, en la que también se construyeron zonas comerciales y verdes y un aparcamiento disuasorio con 450 plazas.

2007-2015: Mirasierra y Paco de Lucía En el plan de ampliación 2007-11 se aprobó la ampliación norte de la línea 9 por el barrio de Mirasierra con dos nuevas paradas. Cada una de estas paradas se construyó en diferentes legislaturas. En la legislatura 2007-11 se abrió al público la estación de Mirasierra, el 28 de marzo de 2011, dando servicio a 50 000 vecinos y siendo cabecera de línea hasta la apertura de la estación, Paco de Lucía, inaugurada el 25 de marzo de 2015, en la legislatura 2011-15. En un principio, esta última estación se llamaría Costa Brava (debido a que se sitúa en la calle homónima), pero, la muerte del guitarrista flamenco Paco de Lucía el 25 de febrero de 2014 y ya que él vivía en dicho barrio, se le concedió el nombre a dicha estación, en homenaje póstumo. Desde su inauguración, la estación de Cercanías estuvo de obras para conectarlo de enlace de la estación de Paco de Lucía con dicha red, abierta ya el 5 de febrero de 2018.

2018-2021: obras de mantenimiento y refuerzo Entre el 30 de junio y el 2 de septiembre de 2018, el tramo Avenida de América - Arganda del Rey cerró en 5 fases para realizar obras de mantenimiento y desamiantado.https://www.metromadrid.es/export/sites/metro/comun/Obras_2018/L9/Metro_Cierre_obras_Linea9_Triptico_A4.pdf

El tramo entre las estaciones de La Poveda y Arganda del Rey estuvo cerrado entre el 31 de marzo y el 5 de abril de 2020 para reparar daños causados por las intensas lluvias del verano anterior. Sin embargo, las obras permanecieron suspendidas por tres semanas hasta que reabrió el 29 de abril por la pandemia del COVID-19. Existió un servicio gratuito de autobús entre ambas estaciones.

Entre el 1 y el 31 de agosto de 2021, permaneció cerrado el tramo Plaza de Castilla-Colombia por obras. Se estableció un Servicio Especial de autobús gratuito entre ambas estaciones. Simultáneamente, entre el 9 de julio y el 22 de septiembre del mismo año, permaneció cerrado el tramo La Poveda-Arganda del Rey por obras. También se estableció un Servicio Especial de autobús gratuito entre ambas estaciones.

2023: cambio tarifario en Rivas y obras de reforma Desde el 15 de marzo de 2023, la estación de Rivas-Vaciamadrid pasó de la zona B2 a la zona B1 por orden del CRTM.

El tramo Príncipe de Vergara-Colombia permaneció cerrado desde el 5 de agosto hasta el 6 de septiembre de 2023 por obras de reforma, uniéndose a las obras acometidas en la línea 1 entre Sol y Valdecarros, desde el 24 de junio hasta finales de octubre. Se estableció un Servicio Especial de autobús sin coste adicional, con recorrido entre ambas estaciones. El servicio en las demás líneas de las estaciones de Núñez de Balboa y Avenida de América no se vieron afectadas.

Entre el 25 de julio y el 13 de agosto de 2026, el tramo Rivas Vaciamadrid-Arganda del Rey permaneció cerrado por obras de mejora de la superestructura de vía, con renovación de aparatos de dilatación y colocación de contracarril. Se estableció un Servicio Especial de autobús gratuito entre ambas estaciones.

Recorrido miniaturadeimagen|derecha|400px|Recorrido de la línea. La línea nace en pleno corazón del distrito de Fuencarral-El Pardo, de donde se dirige al sur siguiendo las ejes Ginzo de Limia, Avenida de Asturias, Mateo Inurria, Caídos de la División Azul, Pío XII, Príncipe de Vergara y Menéndez Pelayo. A la altura de la calle Ibiza abandona el eje y se dirige hacia los distritos de Moratalaz y Vicálvaro, continuando más allá hacia las ciudades de Rivas-Vaciamadrid y Arganda del Rey, si bien los viajeros deben transbordar en la última estación de Madrid, Puerta de Arganda. Conecta con: Línea 1 en la estación Plaza de Castilla. Línea 2 en la estación Príncipe de Vergara. Línea 4 en la estación Avenida de América. Línea 5 en la estación Núñez de Balboa. Línea 6 en las estaciones Avenida de América y Sainz de Baranda. Línea 7 en la estación Avenida de América. Línea 8 en la estación Colombia. Línea 10 en la estación Plaza de Castilla. Cercanías Renfe Madrid en las estaciones Puerta de Arganda y Paco de Lucía. Autobuses interurbanos del corredor 1 y 7 en la estación de Plaza de Castilla, del corredor 2 en Avenida de América, Vicálvaro y San Cipriano y del corredor 3 en todas las estaciones entre Rivas-Urbanizaciones y Arganda del Rey.

Estaciones Estaciones de la Línea 9 (sentido norte-sureste) Estación Acc. Enlaces Apertura Distrito/Municipio Esquema de vías Notas Paco de Lucía 20px|link= 25 de marzo de 2015 Fuencarral-El Pardo link=|75px Mirasierra 20px|link= 28 de marzo de 2011 Herrera Oria 3 de junio de 1983 Barrio del Pilar Ventilla Tetuán Plaza de Castilla 20px|link= Chamartín Duque de Pastrana 30 de diciembre de 1983 Pío XII Colombia 20px|link= Concha Espina Cruz del Rayo Avenida de América 20px|link= Núñez de Balboa 24 de febrero de 1986 Salamanca Príncipe de Vergara 20px|link= Anteriormente, General Mola (1939-1983) Ibiza Retiro Sainz de Baranda 20px|link= 31 de enero de 1980 Estrella Vinateros Moratalaz Artilleros Pavones 20px|link= Valdebernardo 20px|link= 1 de diciembre de 1998 Vicálvaro Vicálvaro 20px|link= San Cipriano 20px|link= Puerta de Arganda 20px|link= link=|75px Cambio de tren Rivas-Urbanizaciones 20px|link= 7 de abril de 1999 Rivas-Vaciamadrid link=|75px Rivas-Futura 20px|link= 11 de julio de 2008 link=|75px Rivas Vaciamadrid20px|link=7 de abril de 1999La Poveda20px|link=Arganda del ReyArganda del Rey20px|link=link=|75px

Particularidades de la línea Esta línea fue la primera de metro en implantar el agente único en el tramo de Herrera Oria y avenida de América en 1984. Hasta el 1 de enero de 2019, el tramo propiedad de TFM cerraba antes que el resto de la línea (de domingo a jueves de 6 a 23h, y viernes y sábado de 6 a 0h). Desde esa fecha el tramo cierra a la 1:30 al igual que el resto de la red. El tramo explotado por TFM tiene una frecuencia menor que el otro tramo. La estación de Puerta de Arganda está a la vez en dos ámbitos tarifarios, son válidos tanto los billetes de MetroMadrid como los de TFM para llegar a ella.