廣州地鐵10號線是廣州地鐵的未來路線之一，屬於城市軌道交通系統。代表色暫定為矢車菊藍。連線天河區的天河客運站至荔灣區的西塱。車廂編製為六節B型車。
該線路是廣州市新一輪軌道交通（2015-2025）建設規劃方案的線路之一，于2017年3月15日經國家發改委批覆公佈《廣州市城市軌道交通第三期建設規劃(2017-2023年)》（下稱《規劃》）與附圖，準許立項。2018年11月，10號線與其他第三期線路一同開工建設。
概要
10號線路線大致呈東北-西南走向，亦是作為線網規劃中X型對角線中的其中一條（另一條為12號線）。該線目前天河客運站至石牌橋站一段已經作為3號線的支線建成通車營運。
線路起始於現時3號線天河客運站，沿現時3號線支線抵達石牌橋站后，改為沿天河路繼續往西延伸，後於天河立交轉向南進入廣州大道中，下穿中山一路立交橋。于金穗路口后拐向西南，下穿金橋大廈進入寺右新馬路後向西行進。后經保安前街、煙墩路、廟前直街，于署前路口拐入東湖路向南行進，隨後繼續向南下穿珠江進入濱江東路，再轉入怡趣街向南，下穿中山大學後進入瑞康路向南行進，其後線路下穿瑞寶工業區，再沿僑港路向西南行進。下穿廣州環城高速高架橋後下穿珠江，掠過丫髻沙島東南端。過江後進入規劃路向西，下穿東沙大道進入荷景路北側的規劃路向西行進。線路經過廣鋼新城後向西北行進，下穿花地大道后抵達終點西塱站。另外，規劃亦預留在廣鋼新城站分岔出一條支線，往西接入佛山市。
十號線全長25.46km，其中新建段工程（石牌橋至西塱）長約19.5km，共設定14座車站，均為地下車站，其中換乘站10座；平均站間距1.4km；最大站間距2.661km，為大幹圍站至東沙站區間，最小站間距0.558km，為東曉南路站至石溪站區間；在荔灣區東沙大道－南環立交西北側設車輛段1座，改造一號線坑口主變電站供10號線供電，將大石控制中心進行改造考慮十號線接入。
歷史
規劃
2007年，廣州地鐵總工程師陳韶章作出的「廣州地鐵技術創新回顧與思考」的主題報告中，提及到了需要把已經建成的3號線進行拆解，把支線拆出並延長，作為線網規劃中的「X」型對角線的其中一條。 
隨後在2010年的《2020-2040年地鐵線網規劃公眾諮詢方案》中，確定了此線即為現時的10號線。2015年更將10號線延長至西塱站。
在2016年1月7日廣州市規劃和自然資源局在網公示的《廣州市新一輪城市軌道交通建設規劃方案》中，只公示了10號線的起始站點、長度及功能定位和意義，未有說明具體站點。公眾諮詢時該線計劃下穿中山大學南校區中軸線的方案引起第一次巨大爭議，中大師生對此表示強烈反對。到廣東省發展改革委員會提交的《廣州市城市軌道交通第三期建設規劃（2017～2023年）》獲批（發改基礎〔2017〕498號）而公開，始在《規劃》中附上示意較完整線網和站點的簡圖，而原下穿中大校區段的走線被改在西區下方穿過，不再直穿中軸線。而2018年7月2日廣州地鐵也在網公開獲批后的《規劃》內容及示意圖。結果在示意圖中才見到具體計劃各站的設定。
在2020年10月當局向外界公佈，為建設署前路站及與東山口站的換乘通道擬拆遷署前路東側和廟前直街北側的建築。由於該地正位於廣州最具歷史文化底蘊的老城區東山的咽喉入口處，遍佈政治遺址、文化名人故居，很快引起市民的廣泛關注和討論。不少市民反對拆遷，提出了種種疑問，希望政府說明地鐵10號線署前路地鐵站的選址理由。在輿論壓力下，地鐵方面在11月初再宣佈暫時不建設換乘通道，縮小拆遷範圍，而廟前北街北側街區未有劃出範圍。
建設
2018年1月，廣州市發改委正式批覆10號線工程可行性研究報告。
2018年11月19日，10號線在東沙站舉行動工儀式。
2020年10月20日，10號線東沙至大幹圍右線盾構始發，成為10號線首個始發的盾構。
2021年7月16日，10號線濱江東路站完成路面交通改道工作，開始圍蔽施工。至此，除署前路站外，10號線所有車站都已正式開工。
2021年8月1日，10號線東沙站封頂，成為10號線首座封頂的車站。
2021年11月18日，10號線大幹圍至東沙區間右線隧道順利貫通，成為10號線首條實現貫通的隧道；左線隧道亦在12月5日順利貫通，使得該區間成為10號線首個雙線貫通的區間。
2022年3月下旬，10號線工業大道至大幹圍區間左進盾構順利始發，標誌著該區間實現雙線盾構始發。
2022年4月，西塱站主體結構正式開工，東沙至廣鋼新城左線盾構順利始發。另外，廣鋼新城至西塱右線盾構安全貫通。
2022年5月19日，廣鋼新城至西塱盾構區間左線順利貫通，成為全線第二個實現雙線貫通的盾構區間。5月20日，東湖至寺右新馬路區間盾構始發。同時，署前路站仍不具備建設條件。5月31日，濱江東路站實現封底。
截至2023年6月，十號線（西塱-石牌橋）土建工程累計完成75%。14座車站中，9座已封頂，其中4座進行機電施工；4座進行土建施工，剩餘1座進行前期準備；14個區間中，9個已貫通，4個及出入段線進行土建施工，其餘進行前期準備。廣鋼新城車輛段進行土建施工。
車站
根據公佈的具體計劃，10號線將新建石牌橋至西塱段19.4公里，共設14座車站，連同既有石牌橋至天河客運站段則共19個車站。
換乘站
* 西塱站：換乘1號線、22號線和廣佛線。1號線及廣佛線建造時未作出預留，但10號線將會建設換乘節點，同時會對兩線車站進行改造，實現綜合換乘。而22號線則未知預留情況。
* 東曉南站：換乘2號線。因2號線建設期間沒有預留，需經站廳通道換乘。
* 五鳳站：換乘11號線。11號線建設時將會預留擴建條件，待本線建設時再興建本線的月臺。設計為月臺T型節點式換乘。
* 東湖站：換乘6號線、12號線和25號線。因6號線建造時未作出預留，需經站廳通道換乘；本線和12號線統一設計，同步施工，預留疊式島式換乘，12號線站臺位於地下三層，10號線站臺位於地下五層。25號線為遠期線路，預留情況未知。
* 寺右新馬路站：前往五羊邨站換乘5號線。5號線建造時未作出預留，但10號線將建設換乘通道連通兩個車站實現換乘。
* 天河路站：前往體育西路站換乘1號線、3號線。10號線無法使用現有的體育西路站，需要在天河路另外新建，並將設有換乘通道連通體育西路站實現換乘。同時未來亦可再經過體育西路站至花城廣場北站的通道換乘13號線。
原屬3號線支線的換乘站
* 華師站：換乘11號線。因建設期間未作出預留，預計需經站廳、月臺通道換乘。
* 天河客運站：換乘6號線。因建造時未作出預留，需經站廳通道換乘。
設有預留的換乘站
* 廣鋼新城站：換乘佛山地鐵11號線。兩線大致呈T型相交，廣州10號線建設時將在地下三層預留換乘節點。另外本站為雙島式站臺，預留未來分岔出10號線支線的條件，與10號線主線形成同臺換乘。
* 濱江東路站：換乘28號線。兩線大致呈X型相交，10號線建設時將在地下五層預留換乘節點。
* 廣州大道中站：換乘26號線。26號線為遠期路線，與10號線平行佈置。但10號線車站將設於廣州大道東側，僅預留26號線在廣州大道西側設站的條件，實現平行站廳換乘。
暫不建設換乘通道的車站
* 石溪站：換乘廣佛線。廣佛線建造時未作出預留，且兩線車站距離超過200米；同時因受到24號線曾以該站為終點的規劃所影響，目前暫緩建設換乘通道，預計初期使用出站地面換乘的形式，留待遠期再增建換乘通道。
* 中大南門站：前往中大站換乘8號線。8號線建造時未作出預留，且兩線車站距離接近500米；同時受到周邊環境所影響，目前未作為換乘站建設，留待遠期再增建換乘通道。
* 署前路站：前往東山口站換乘1號線和6號線。東山口站建造時未作出預留，其後10號線建設換乘通道連通兩個車站的計劃更因拆遷問題引起巨大爭議，故換乘通道延至遠期再建設。
列車
因10號線為3號線支線拆解線，所以將繼續使用6輛編組B型車，惟最高時速從120km/h降至80km/h，初期配置列車數為258輛/43列。
10號線相關列車合約已被中車株洲電力機車公司中標。
爭議
與多條線路的換乘安排
在10號線首次公佈的設計招標檔案中，拆解后10號線將另設天河路站，位於體育西路站以北約200米處，雖註明與1、3號線體育西路站換乘，但附圖中天河路站的兩個方案卻都沒有顯示有連線至體育西路站的換乘通道；註明與廣佛線換乘的石溪站雖然將增建通道連線，但卻被提及為非付費區換乘。因此如果需要在天河路站-體育西路站或石溪站換乘，就需要先出閘，在站外步行數分鐘抵達另一條線的車站，然後排隊安檢后再次入閘。此舉令廣州市民譁然，並引起熱議。同時，10號線與5號線、8號線相交，但分別另設寺右新馬路站和中大南門站，均無法與5號線五羊邨站和8號線中大站換乘；署前路站則位於1、6號線東山口站以南約200米處，但同樣不換乘。而與同期規劃建設的13號線則在中山一立交地底相交，兩線均沒有在此處設站，自然也無法換乘。因此10號線與多條重點線路相交但都未能換乘，影響10號線的通達性。有市民表示希望地鐵方面能考慮乘客的出行便利，做好10號線與其他線路的換乘。同時10號線工程可行性報告的批覆意見亦指出署前路站和中大南門站是原由換乘站變更成非換乘站，應力爭兩站按換乘站設計，以增強整個線網的通達性。
隨後廣州地鐵方面通過媒體迴應，稱天河路站將設有付費區換乘通道連線至體育西路站，乘客換乘時無須出閘。但換乘通道將比現時楊箕站的通道更長。至於這條換乘通道如何設定，有否平面自動步道，廣州地鐵則稱有待後續設計的敲定；2018年6月上旬，根據廣州市建設科技委公佈的資訊，10號線增加兩個換乘站，廣州地鐵相關負責人對媒體迴應表示，其中一個即為寺右新馬路站，與5號線五羊邨站換乘。至於如何換乘及是否統一名稱，相關負責人表示，接下來將與規劃部門一道深化落實研究；2020年10月再向外界公佈，署前路站有望重新成為換乘站，連線至東山口站換乘1、6號線，但因建設換乘通道所需的征拆範圍過大引起爭議，地鐵部門在11月決定暫緩換乘通道的建設；而關於中大南門站換乘8號線的問題，廣州地鐵方面在2020年10月底回覆市民建議時表示，中大南門站將預留遠期換乘通道連線至8號線中大站，待具備實施條件時統籌推進。
清拆歷史街區
在10號線獲得立項批覆后，線路車站前期選址設定、乃至線網站場改建等，卻未曾公開廣泛徵求公眾意見；開工建設后，由政府公佈在部分計劃站點的征拆計劃，引起更大爭議。
廣州地鐵在宣佈署前路站計劃與東山口站連通換乘后，向外界公佈擬拆遷署前路東側和廟前直街北側地塊，其正位於廣州具歷濃厚史文化底蘊的老城區東山的咽喉入口處。由於該地遍佈政治遺址、文化名人故居，很快引起市民的廣泛關注和討論。不少市民反對拆遷，提出了種種疑問，希望政府說明地鐵10號線署前路地鐵站的選址理由；亦有支援拆遷的市民認為拆遷重建后，可以改善周邊地區的道路交通環境，方便市民出行。在東山本地出身長居、有出版《記憶東山》一書的吳偉鵬表示，他是在9月中發現署前路站徵收補償方案徵求意見公告，才驚悉這帶計劃拆遷。據設計單位廣州市交通規劃研究院不具名專家表示，新的設計方案可緩解1號線和10號線在體育西路換乘的壓力，減輕東山口地鐵站進出站壓力。而規劃、設計部門同時表示，後續還有文化遺產評估，發佈正式徵收公告仍需較長時間。最終在輿論壓力下，地鐵方面在11月初決定暫時不建設連線東山口站的換乘通道，只拆除車站建設範圍內的房屋，從而大大縮小了拆遷範圍，陳樹人紀念館、越秀區圖書館等處於西段的建築暫不拆遷。而東段廟前北街北側街區未有劃出範圍，地鐵方面強調該地段建築未有被評為不可移動文物、歷史建築或歷史風貌建築，也不在街區劃定的核心保護範圍和建設控制地帶。
未來發展
在2020年11月獲廣州市政府批覆的《廣州市軌道交通線網規劃（2018-2035）》中，10號線在天河客運站將繼續向東延伸19.15公里，途徑長湴、岑村、凌塘村、天河智慧城，最終到達高塘石站，再度與6號線交匯，將有效填補天河區東北部未有地鐵覆蓋的空白。根據廣州市交通局于2021年9月底發佈的《廣州市交通運輸「十四五」規劃》，10號線東延段已被列入廣州市「十四五」規劃的策劃專案，預計有機會進入下一輪線網建設規劃中。