Temat budowy szybkiego, bezkolizyjnego transportu szynowego w Krakowie sięga lat 60., gdy peryferyjnie położona Nowa Huta i zespoły wielkich osiedli wznoszone z początku na północy miasta zaczęły generować coraz to większe potoki ruchu na kierunku W-Z. Analizy transportowe wskazywały, że centralny odcinek sieci tramwajowej posiada niedostateczną przepustowość i wkrótce może ulec przeciążeniu, dlatego w planie ogólnym zagospodarowania przestrzennego miasta Krakowa z 1967 roku przewidziano realizację tunelu premetra na odcinku Rondo Mogilskie – Dworzec Główny – ul. Karmelicka (W-Z). Do jego budowy planowano wykorzystać przede wszystkim metodę odkrywkową.

W 1968 powołano Pracownię Centrum Komunikacyjnego, która otrzymała finansowanie centralne. W 1974 przystąpiono do realizacji zamierzeń z planu – rozpoczęto budowę 180-metrowego odcinka tunelu premetra pod Dworcem Głównym, którym początkowo miał kursować szybki tramwaj. Miejscowy plan zagospodarowania przestrzennego Krakowskiego Zespołu Miejskiego z 1976 znacznie rozszerzył wizję bezkolizyjnej komunikacji szynowej – do trasy tunelowej W-Z dodano odcinek szybkiego tramwaju N-S na trasie ul. Karmelicka- Dietla. Plan jako pierwszy wprowadził też śmiały zamiar oparcia systemu transportowego miasta o zintegrowane sieci metra i szybkiej kolei miejskiej. Na podstawie tych założeń Biuro Rozwoju Krakowa (BRK) przystąpiło do pierwszych prac badawczych nad wprowadzeniem sieci metra w śródmieściu.

W dekadzie lat 80. poczyniono największy postęp w merytorycznym przygotowaniu do budowy metra. Kraków wizytowali zagraniczni specjaliści: z Norymbergi, Mińska, Moskwy i Budapesztu, powstały ekspertyzy oparte o doświadczenia miast partnerskich, które potwierdziły zasadność i możliwość wprowadzenia tunelowych tras metra w śródmieściu. W opracowaniu niemieckich ekspertów pojawiły się nawet zalecenia konstrukcyjne – proponowano prowadzić płytkie tunele drążone metodą tarczy hydraulicznej.

W roku 1987, po głośnej konferencji naukowo-technicznej „Metro w Krakowie” prezydent miasta podjął decyzję o przystąpieniu do prac przedprojektowych i przygotowawczych do budowy I linii, które ponownie zlecono BRK. Po raz pierwszy realnie brano pod uwagę realizację pełnej linii metra w Krakowie, zakładając finansowanie z budżetu państwa. Plan Ogólny Krakowa z 1988 roku wyróżnił metro jako najważniejszy element krakowskiego systemu transportu. Niecałe dwa lata później BRK ukończyło najbardziej obszerne opracowanie na temat metra do tej pory – „Studium możliwych wariantów tras I i II metra w Krakowie z uwzględnieniem warunków geologiczno-inżynierskich”. W jego ramach wytyczono przebieg dwóch tras: N-S oraz W-Z i wykonano odwierty geologiczne. Koniec lat 80. to też okres, w którym prasa spopularyzowała wśród krakowian ideę metra.

Rok 1990 oprócz publikacji opracowania BRK przyniósł także wstrzymanie finansowania, prace nad metrem w Krakowie ponownie zostały przerwane – tym razem za sprawą niestabilnego okresu transformacji. W 1990 po ukończeniu tunelu pod Dworcem Głównym wstrzymano dalszą budowę, a także finansowanie dalszych prac przedprojektowych, zaś w 1994 roku w ogóle pominięto przebieg metra w „Miejscowym planie ogólnym zagospodarowania przestrzennego miasta Krakowa”. Rozwiązaniem dla intensywnie rozrastającego się Krakowa w nowej rzeczywistości społeczno-gospodarczej miał być tańszy od metra szybki tramwaj. Z myślą o jego wprowadzeniu, w 1995 roku wznowiono prace nad tunelem pod Dworcem Głównym. Do 1999 roku zrealizowano 605-metrowy odcinek pod ul. Lubomirskiego, jednak bez wylotu tunelu, który miał powstać dopiero przy okazji przebudowy Ronda Mogilskiego.

Rok 2002 przyniósł kolejną próbę podniesienia tematu metra w środowisku naukowym. Na Politechnice Krakowskiej zorganizowano konferencję naukowo-techniczną „Metro w Krakowie”, na której wiele uwagi poświęcono możliwościom technicznym i geologicznym drążenia tuneli bez szkody dla zabytkowej substancji miasta, jednak kwestia finansowania pozostała nierozwiązana. Z tego też względu Studium Uwarunkowań i Kierunków Zagospodarowania Przestrzennego Krakowa uchwalone w 2003 roku nie wprowadziło nowych zamierzeń z zakresu podziemnej komunikacji szynowej. Kluczowe stało się przedsięwzięcie realne finansowo: ukończenie korytarza szybkiego tramwaju od pętli Krowodrza Górka do pętli Kurdwanów, włącznie z tunelem pod dworcem. W latach 2004-2008 dokonano przebudowy Ronda Mogilskiego oraz budowy kolejnych elementów Krakowskiego Centrum Komunikacyjnego – galerii handlowej i dworca autobusowego. W trakcie prac podjęto decyzję, by tunel tramwajowy pierwotnie planowany jako połączenie wschód-zachód był fragmentem korytarza północ-południe. Tunel mierzący 1538 metrów został oddany do użytku pod koniec 2008 roku, a więc 34 lata od rozpoczęcia budowy.

Również w roku 2008 ruszyły prace nad zmianą Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego Miasta Krakowa. Równolegle miasto zleciło opracowanie mające na celu wstępne określenie uwarunkowań wprowadzenia systemu premetra lub metra, jako docelowego środka transportu publicznego w Krakowie. Projekt opracowany przez konsorcjum firm Altrans, ARG oraz MP-Mosty wskazał cztery warianty układu linii premetra oraz piąty wariant, w którym zakładano rozwój Krakowskiego Szybkiego Tramwaju (KST) w oparciu o dwa nowe tunele pod Starym Miastem
(od Ronda Mogilskiego do ul. Królewskiej oraz od Rynku Podgórskiego do Nowego Kleparza). Warianty A i B wprowadziły po trzy linie premetra (północ-południe, wschód-zachód, północny wschód-południowy zachód) zbiegające się w rejonie I obwodnicy Krakowa. Warianty C i D z kolei wprowadziły pod dwie trasy (północ-południe, wschód-zachód) Ponadto w każdym wariancie przewidziano etapowanie budowy, a priorytet przyznano tunelowym odcinkom centralnym. Przeprowadzone analizy ruchu wykazały zasadność wprowadzenia nowego podsystemu transportu w pierwszej kolejności na trasie wschód-zachód (Bronowice-Nowa Huta), a następnie na kierunkach północ-południe oraz południowy zachód-północny wschód. Warto zauważyć, że opracowanie wskazało na stosunkowo wysokie ryzyko realizacyjne dla wariantów A, B, C, D zakładających budowę dwóch lub trzech linii w pełni pod ziemią (przewidywany koszt 10-15 mld zł). Za optymalny wskazano wariant E – rozwiązanie etapowe, w którym kosztem 2,5 mld zł powstaną dwa tunele pod Starym Miastem, wstępnie przeznaczone dla linii szybkiego tramwaju.

W 2012 został zaprezentowany projekt SUiKZP, który wprowadził trzy linie metra jako docelowy podsystem transportu w Krakowie. Jako pierwszą do realizacji wskazano linię łączącą Nową Hutę i Bronowice przez Bieńczyce, Prądnik Czerwony i Krowodrzą. Na stacji w rejonie AGH przewidziano łącznik z linią II, której trasa przebiega na południe. Stacje II linii planowano zlokalizować w rejonie skrzyżowania ul. Dietla i Stradomskiej, Kalwaryjskiej i Krakowskiej, Ronda Matecznego, skrzyżowania ul. Kapelanka i Grota-Roweckiego. Ostatnie pięć stacji II linii zlokalizowano na terenach mało zainwestowanych (Ruczaj, Kliny), wzdłuż planowanej ul. 8 Pułku Ułanów. III linię docelowo połączono z II linią w okolicach ul. Kalwaryjskiej i Krakowskiej, a kolejne stacje ulokowano w rejonie stacji kolejowej Kraków Zabłocie, ul. Klimeckiego, skrzyżowania Nowohuckiej i Saskiej, ul. Przewóz, skrzyżowania ul. Lipskiej i Golkówki. Koniec trasy umiejscowiono w strefie przemysłowej na Płaszowie, a ostatnią stację wraz z STP przewidziano na terenie bocznicy kolejowej w Bieżanowie.

Opracowanie „Wstępna analiza możliwości budowy I linii metra w Krakowie na kierunku wschód – zachód” przygotowane w kwietniu 2014 przez pracownię Altrans porównało trzy warianty tras od Nowej Huty do Bronowic – w tym jedną wprowadzoną w projekcie SUiKZP. W analizie wzięto pod uwagę wstępną ocenę kosztów realizacji, uwarunkowań geologicznych i konserwatorskich. Na trasach linii metra po raz pierwszy wyszczególniono możliwe odcinki naziemne. Przebieg na estakadach wskazano w ciągu ul. Dobrego Pasterza i pasa startowego lotniska Kraków Rakowice-Czyżyny, jednak nie rozstrzygnięto jego zasadności.

Na decyzję o intensyfikacji prac nad metrem w Krakowie w 2014 roku wpłynęły poprawa koniunktury i ukończenie wielkich inwestycji komunalnych  (Centrum Kongresowe, Kraków Arena, Zakład Termicznego Przetwarzania Odpadów). Władze miasta dostrzegły szansę na finansowanie budowy z budżetu państwa i Unii Europejskiej w kontekście organizacji Zimowych Igrzysk Olimpijskich w 2022 roku. W kwietniu 2014 roku Rada Miasta Krakowa podjęła decyzję, że zarówno ubieganie się Krakowa o organizację Igrzysk Olimpijskich jak i budowa metra to tematy wielkiej wagi, o których powinni współdecydować mieszkańcy. Dnia 25 maja 2014 zorganizowano zatem referendum lokalne, w którym drugie pytanie brzmiało „Czy jest Pani/Pan za budową metra w Krakowie?”. Krakowianie w większości opowiedzieli się za (55.11%). Chociaż przewaga głosów za metrem nie była znacząca, referendum stało się podstawowym uwarunkowaniem społecznym dla dalszych prac nad nowym środkiem transportu zbiorowego w Krakowie. W związku z wynikami referendum, Prezydent Miasta Krakowa dnia 11 lipca 2014 r. powołał zespół zadaniowy ds. realizacji wyników referendum w zakresie pytania obejmującego zagadnienia budowy metra w Krakowie.

Wkrótce po referendum wiceprezydent Krakowa Tadeusz Trzmiel zaprezentował projekt metra na forum konsultacyjnym Ministerstwa Infrastruktury i Rozwoju, z udziałem przedstawicieli Ministerstwa Gospodarki, Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej oraz inicjatywy Jaspers, jako projekt komplementarny do Zintegrowanych Inwestycji Terytorialnych w ramach Krakowskiego Obszaru Funkcjonalnego. Tym samym władze Krakowa rozpoczęły starania o dofinansowanie dalszych prac związanych z metrem i szukanie sojuszników projektu na szczeblu centralnym. Zamierzano skorzystać z możliwości współfinansowania ze środków UE w ramach Partnerstwa Publiczno-Prywatnego – trwały wstępne rozmowy z podmiotami prywatnymi, które oferowały wkład własny i technologię.

W lipcu 2014 roku uchwalono zmianę Studium Uwarunkowań i Kierunków Zagospodarowania Przestrzennego, w którym utrzymano przebieg tras wprowadzony w projekcie. Począwszy od tego roku sporządzane MPZP posiadają zaznaczoną możliwą lokalizację stacji metra. Na tym jednak zakończyły się postępy w 2014 roku – decyzją Ministerstwa Infrastruktury Kraków nie otrzymał środków na opracowanie szczegółowego studium wykonalności. Konsekwencją tej odmowy był powrót do poszukiwań źródeł finansowania, które trwały przez cały 2015 i 2016 rok.

Kolejnym krokiem było ogłoszenie przetargu na „Studium rozwoju systemu transportu Miasta Krakowa w tym budowy metra” w 2015 roku – dokument pozwalający na ewentualne przystąpienie do dalszych prac projektowych jakimi mogą być „Studium wykonalności” lub „Koncepcja budowy premetra / metra”. Na początku 2016 roku opracowanie autorstwa pracowni BIT było gotowe. Zawarto w nim kolejne warianty tras metra, z uwzględnieniem wspomagających podsystemów transportu takich jak metrobus. Opracowanie posiadało mały stopień szczegółowości, bowiem skupiło się na wielu wariantach przekształceń całego podsystemu transportu zbiorowego w wielu horyzontach czasowych.

W październiku 2017 roku Prezydent Miasta Krakowa podpisał umowę na dofinansowanie opracowania niniejszego Studium Wykonalności w ramach programu UE „Łącząc Europę”. Przetarg ogłoszono ostatecznie w kwietniu 2018 roku, zaś we wrześniu 2018 r. podpisano umowę z firmą ILF Consulting Engineers Polska Sp. z o.o. 

Zadaniem firmy ILF jest przeanalizowanie 7 potencjalnych tras pierwszej linii szybkiego bezkolizyjnego transportu szynowego, przy czym 4 trasy zostały wytypowane we wcześniejszych opracowaniach a 3 stanowią autorską propozycję Wykonawcy. Wszystkie analizowane warianty tras znajdują się w północnej części Krakowa, łącząc wschodnią i zachodnią część miasta. W toku prac projektowych zostaną zarekomendowane 3 warianty, które będą następnie podlegały doszczegółowieniu poprzez opracowanie koncepcji technicznej tras i obiektów, przygotowania harmonogramu budowy inwestycji, wykonania analiz finansowych i ekonomicznych oraz opracowaniu Kart Informacyjnych Przedsięwzięcia i sporządzenia studium geologiczno-inżynierskiego i hydrogeologicznego. Po wykonaniu tych prac ostatecznie zostanie wskazany jeden wariant rekomendowany do dalszych prac projektowych.