廈門市早在二十一世紀初就有軌道交通相關規劃，當時規劃的主要線路制式為輕軌。建設規劃曾於2006年上報國務院，但是由於廈門人口規模相對較小，運營成本亦較大，輕軌造價高，且當時中國多數有建成輕軌的城市都處於虧損狀態，令批覆最終未能通過。其後，廈門市便決定先行建設快速公交以應對交通壓力，並在建設時預留日後升級輕軌條件，於2008年8月31日建成3條線路並投入使用。
2010年，廈門市重新啟動軌道交通規劃的建設工作，成立了廈門市軌道交通規劃建設工作領導小組及工作機構，並於2011年11月21日掛牌成立企業廈門軌道交通集團有限公司。原計劃啟動BRT改造輕軌方案，但在論證中，認為直接進行改造會導致交通情況惡化，所以決定保留快速公交，新建地鐵線路，等到時機成熟時，再進行改造。其後，廈門市政府開始編寫《廈門市城市軌道交通近期建設規劃（2011-2020年）》並於12月24日上報國家發改委。
2011年11月，有市民發現廈門北站出現地鐵標誌，相關部門表示，北站已經在建站時預先建設了地鐵站，預留了地鐵位置，但表示並未確定何時會建設地鐵。
2012年5月11日，國家發改委批准了廈門地鐵第1期建設規劃。廈門市規劃遠景年城市軌道交通線網由6條線路組成，1至3號線為骨幹線路，並為本島分別向北、東、西方向形成放射狀骨架，而4至6號線則為輔助線絡，於本島與周邊組團發展，第一期建設規劃包括了1、2、3號線的一期工程。
在建設規劃批准的半年後，即2012年11月17日，軌道1號線一期工程用地預審亦獲國家國土部批覆。其後，廈門市立刻開始進行線路施工等前期準備工作，包括線路環評和工可的研究。但由於1號線跨海段涉及國家中華白海豚保護區，令1號線的環評報告經過了較長時間的論證審批，導致施工時間推遲了一年。最終，環境影響評價報告於2013年6月3日獲國家環保部批覆，工程可行性研究報告也於2013年8月23日正式獲批。2013年11月13日，廈門市地鐵辦公室宣布1號線開工建設。
建設1號線之時，廈門市政府開始著手規劃軌道2號線，原計劃2號線為一條連接翔安機場，並承接泉州、漳州的軌道交通路線。後規劃一期為蘆坑（即現海滄商務中心）至本島五緣灣，而二期為天竺山至蘆坑，並於2014年12月30日逐步開工建設，首先開工的則為過海隧道段，隧道段亦成為中國大陸首條海底地鐵盾構隧道。
2016年10月8日，《廈門市城市軌道交通第二期建設規劃（2016-2022年）》獲國家批准建設。規劃2號線二期、3號線二期、4號線和6號線一期共4個項目，總長度152.2公裡。到2022年，形成5條線路、總長約224公裡的軌道交通網絡。
2017年，國家發改委批覆《關於依託廈漳泉城際線網同步實施廈門軌道交通6號線一期工程和漳州角美段的復函》，同意建設廈門市軌道交通6號線漳州（角美）延伸段工程。
2019年4月25日，福建省發改委正式批覆廈門軌道交通6號線漳州段工可。2019年12月26日，廈門軌道交通6號線漳州（角美）延伸段工程開工。
2020年1月23日，國家發改委批覆了第二期建設規劃的部分調整內容，並於5月13日公布，3號線二期終點從廈門火車站南延至廈門大學南門，增設車站4座，增加裡程7.35公裡。2020年5月19日，廈門市軌道交通3號線南延段工程環境影響評價第一次信息公告補充說明擬將工程起點由廈大南門站繼續向西延伸至沙坡尾站，線路全長約8.292km。
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