Σε πλήρη εξέλιξη βρίσκονται οι μελέτες και οι διαγωνιστικές διαδικασίες για τις επεκτάσεις του μετρό της Αθήνας, με κύριο στόχο την αντιμετώπιση του κυκλοφοριακού προβλήματος μέσω της εξάπλωσης του βασικού μέσου σταθερής τροχιάς σε πολυκατοικημένες περιοχές.
Ως η πλέον ώριμη επέκταση θεωρείται εκείνη της Γραμμής 2 προς το Ιλιον, μήκους περίπου 4 χλμ., με τρεις νέους σταθμούς: «Παλατιανή», «Ιλιον» και «Αγιος Νικόλαος». Στο ίδιο έργο έχουν ενταχθεί η επέκταση και ο εκσυγχρονισμός του αμαξοστασίου του μετρό στον Ελαιώνα, καθώς και η κατασκευή ενός νέου υπόγειου χώρου στάθμευσης.
Ειδικότερα, η επέκταση της Γραμμής 2 προς το Ιλιον, εκτός από τη μέγιστη αξία του για τους κατοίκους τεσσάρων δήμων, θεωρείται έργο που μπορεί να προσφέρει ανάσα και στο συγκοινωνιακό πρόβλημα της Αθήνας, αφού η εκτιμώμενη απόσταση έως το Σύνταγμα θα διαρκεί 20 λεπτά, ενώ η διαδρομή προς Ομόνοια περίπου 15 λεπτά.
Επίσης, ο σταθμός «Ιλιον» χωροθετείται στη διασταύρωση Θηβών και Ελαιών. Θα διαθέτει και αυτός δύο εισόδους εκατέρωθεν της λεωφόρου Θηβών, ενώ θα υπάρχει πρόβλεψη και για την υποδοχή-μετεπιβίβαση των επιβατών από τη μελλοντική επέκταση της Γραμμής 4 προς Πετρούπολη, που θα χρησιμοποιεί τον ίδιο σταθμό. Ο σταθμός «Αγιος Νικόλαος» χωροθετείται κάτω από τμήμα της οδού Αγίου Νικολάου αλλά και του διαμορφωμένου χώρου πρασίνου που περικλείεται από τις οδούς Παραμυθιάς, Ολύνθου, Ζίτσης και Αγίου Νικολάου. Επιπλέον, με τη μελλοντική λειτουργία της ίδιας επέκτασης, κρίνεται αναγκαία και η αναβάθμιση – αντικατάσταση ορισμένων ηλεκτρομηχανολογικών συστημάτων σε μεγάλο τμήμα ή ακόμα και στο σύνολο των Γραμμών 2 και 3 του μετρό. Στην ίδια κατεύθυνση, θα αναβαθμιστεί ή θα αντικατασταθεί και το σύστημα ψηφιακής μετάδοσης δεδομένων στο σύνολο των σταθμών των Γραμμών 2 και 3.
Ο διαγωνισμός της Ελληνικό Μετρό για την επέκταση προς το Ιλιον, ύψους 550 εκατ. ευρώ (χωρίς ΦΠΑ), που προκηρύχθηκε τον Ιανουάριο του 2023, βρίσκεται στην πρώτη φάση, ενώ θα ακολουθήσει το δεύτερο στάδιο κατάθεσης των οικονομικών προσφορών. Η εκτιμώμενη έναρξη κατασκευής της επέκτασης προς το Ιλιον προσδιορίζεται για το 2026, ενώ η έναρξη λειτουργίας της τοποθετείται για το 2031.
Και προς Γλυφάδα
Σε προκαταρκτικό στάδιο βρίσκεται η μελέτη και για την επέκταση της Γραμμής 2 από τον υφιστάμενο σταθμό «Ελληνικό» προς τη Γλυφάδα, συνολικού μήκους 4,5 χλμ. με τρεις νέους σταθμούς. Ο πρώτος σταθμός χωροθετείται στην Ανω Γλυφάδα, κάτω από την Πλατεία Μακεδονίας, ο δεύτερος στη συμβολή της λεωφόρου Βουλιαγμένης με την οδό Γρηγορίου Λαμπράκη και ο τρίτος και στην πλατεία Αγίου Κωνσταντίνου στη Γλυφάδα.
Καλλιθέα
Από την Ελληνικό Μετρό έχουν μελετηθεί σε προκαταρκτικό στάδιο και άλλες επεκτάσεις. Αυτή του νέου κλάδου της Γραμμής 1 από την Καλλιθέα προς το Ιδρυμα Νιάρχος, η επέκταση της Γραμμής 4 δυτικά, από το σταθμό «Αλσος Βεΐκου» προς τους Δήμους Ιλίου και Πετρούπολης, η οποία θα διέρχεται από τους Δήμους Νέας Ιωνίας και Νέας Φιλαδέλφειας. Ομοίως, έχει διερευνηθεί η επέκταση της Γραμμής 4 βόρεια, από τον σταθμό «Κατεχάκη» προς το Μαρούσι και ο νέος κλάδος της Γραμμής 4 από τον σταθμό «Ευαγγελισμός» προς την ΠΥΡΚΑΛ.