西安街间路廊至士林，穿过基隆河后，沿玉门街转入地下，沿线型公园下方至台北车站。之后，路线再沿公园路至中正纪念堂站，接着沿罗斯福路、爱国东路南侧、杭州南路、信义路、福德街向东延伸至广慈博爱园区一带，全长32.3公里。虽然淡水线是台湾第一条通车的高运量「地铁」路线，但此路线实际上是採用地下、高架与地面路线等多种方式混合配置，在圆山站以南进入民权西路站后皆为地下路线，以北至北投站为高架路线；北投站再以北转为平面路线至红树林站，但终点站淡水却为高架车站型式。至于较晚通车的信义线，则採用全线地下化的方式施作。