北京地铁13号线自1999年起开始建设，初期称为“轻轨”或“城铁”，与地铁区别开来。1999年12月11日，该项目正式启动，随后在2001年获得了日本政府的特别日元贷款支持。2001年12月14日，合同签署，采购金额为82亿日元，约合人民币5.6亿元。车辆改造工作紧随其后，车辆一公司于2002年6月完成了“六改三”改造的第一组车。
2002年8月，首批员工进驻，为开通做准备。车辆改造完成并通过验收后，同年8月21日，13号线综合调度指挥中心成立，调度员开始负责16个车站和41公里线路的统一指挥。9月16日，首班空载运营列车H116从回龙观车辆段开出，客运人员也已全部到位。9月24日，西线开通试运营新闻发布会在人民大会堂召开。
2002年9月28日，13号线西线正式投入运营，这是北京第一条以地面线和高架线为主的快速轨道交通。运营初期，2003年1月，东直门站区人员到位，13号线开始分段试运行，运营时间逐渐延长。2003年2月，地铁13号线日均运送乘客达到31.87万人次，AFC系统也逐步安装完成。
之后的几年，13号线不断优化运营，列车间隔时间逐渐缩短，设施不断完善，如引入“小灵通”、安装屏蔽门、延长运营时间等。然而，2005年，线路安全事件频发，如抛石袭击和电缆被盗，影响了运营。2005年10月，运营效率进一步提升，列车速度和发车间隔均有优化。
2006年，13号线运营时间进一步延长，列车编组和开行列数增加，至2008年，早晚高峰间隔缩短，列车运行更加高效。2008年7月，首辆6辆编组列车上线运营，标志着线路的现代化进程。线路建设与技术更新持续进行，直到2012年，13号线的屏蔽门安装工作开始，确保乘客安全和舒适性。
北京地铁13号线，原称“北京城铁”或称“北京轻轨”。是北京第一条全地面轨道的城市轨道线路，也是北京第一次修建城市轨道新线（不含一号线延长段的“复八线”）。西起西直门站，东至东直门站，全路线呈n字形，全长40.5公里，于2003年1月28日全线开通，线路标识色是藤黄色。