广州地铁10号线是广州地铁的未来路线之一，属于城市轨道交通系统。代表色暂定为矢车菊蓝。连接天河区的天河客运站至荔湾区的西塱。车厢编制为六节B型车。
该线路是广州市新一轮轨道交通（2015-2025）建设规划方案的线路之一，于2017年3月15日经国家发改委批覆公布《广州市城市轨道交通第三期建设规划(2017-2023年)》（下称《规划》）与附图，准许立项。2018年11月，10号线与其他第三期线路一同开工建设。
概要
10号线路线大致呈东北-西南走向，亦是作为线网规划中X型对角线中的其中一条（另一条为12号线）。该线目前天河客运站至石牌桥站一段已经作为3号线的支线建成通车营运。
线路起始于现时3号线天河客运站，沿现时3号线支线抵达石牌桥站后，改为沿天河路继续往西延伸，后于天河立交转向南进入广州大道中，下穿中山一路立交桥。于金穗路口后拐向西南，下穿金桥大厦进入寺右新马路后向西行进。后经保安前街、烟墩路、庙前直街，于署前路口拐入东湖路向南行进，随后继续向南下穿珠江进入滨江东路，再转入怡趣街向南，下穿中山大学后进入瑞康路向南行进，其后线路下穿瑞宝工业区，再沿侨港路向西南行进。下穿广州环城高速高架桥后下穿珠江，掠过丫髻沙岛东南端。过江后进入规划路向西，下穿东沙大道进入荷景路北侧的规划路向西行进。线路经过广钢新城后向西北行进，下穿花地大道后抵达终点西塱站。另外，规划亦预留在广钢新城站分岔出一条支线，往西接入佛山市。
十号线全长25.46km，其中新建段工程（石牌桥至西塱）长约19.5km，共设置14座车站，均为地下车站，其中换乘站10座；平均站间距1.4km；最大站间距2.661km，为大干围站至东沙站区间，最小站间距0.558km，为东晓南路站至石溪站区间；在荔湾区东沙大道－南环立交西北侧设车辆段1座，改造一号线坑口主变电站供10号线供电，将大石控制中心进行改造考虑十号线接入。
历史
规划
2007年，广州地铁总工程师陈韶章作出的“广州地铁技术创新回顾与思考”的主题报告中，提及到了需要把已经建成的3号线进行拆解，把支线拆出并延长，作为线网规划中的「X」型对角线的其中一条。 
随后在2010年的《2020-2040年地铁线网规划公众咨询方案》中，确定了此线即为现时的10号线。2015年更将10号线延长至西塱站。
在2016年1月7日广州市规划和自然资源局在网公示的《广州市新一轮城市轨道交通建设规划方案》中，只公示了10号线的起始站点、长度及功能定位和意义，未有说明具体站点。公众咨询时该线计划下穿中山大学南校区中轴线的方案引起第一次巨大争议，中大师生对此表示强烈反对。到广东省发展改革委员会提交的《广州市城市轨道交通第三期建设规划（2017～2023年）》获批（发改基础〔2017〕498号）而公开，始在《规划》中附上示意较完整线网和站点的简图，而原下穿中大校区段的走线被改在西区下方穿过，不再直穿中轴线。而2018年7月2日广州地铁也在网公开获批后的《规划》内容及示意图。结果在示意图中才见到具体计划各站的设置。
在2020年10月当局向外界公布，为建设署前路站及与东山口站的换乘通道拟拆迁署前路东侧和庙前直街北侧的建筑。由于该地正位于广州最具历史文化底蕴的老城区东山的咽喉入口处，遍布政治遗址、文化名人故居，很快引起市民的广泛关注和讨论。不少市民反对拆迁，提出了种种疑问，希望政府说明地铁10号线署前路地铁站的选址理由。在舆论压力下，地铁方面在11月初再宣布暂时不建设换乘通道，缩小拆迁范围，而庙前北街北侧街区未有划出范围。
建设
2018年1月，广州市发改委正式批覆10号线工程可行性研究报告。
2018年11月19日，10号线在东沙站举行动工仪式。
2020年10月20日，10号线东沙至大干围右线盾构始发，成为10号线首个始发的盾构。
2021年7月16日，10号线滨江东路站完成路面交通改道工作，开始围蔽施工。至此，除署前路站外，10号线所有车站都已正式开工。
2021年8月1日，10号线东沙站封顶，成为10号线首座封顶的车站。
2021年11月18日，10号线大干围至东沙区间右线隧道顺利贯通，成为10号线首条实现贯通的隧道；左线隧道亦在12月5日顺利贯通，使得该区间成为10号线首个双线贯通的区间。
2022年3月下旬，10号线工业大道至大干围区间左进盾构顺利始发，标志着该区间实现双线盾构始发。
2022年4月，西塱站主体结构正式开工，东沙至广钢新城左线盾构顺利始发。另外，广钢新城至西塱右线盾构安全贯通。
2022年5月19日，广钢新城至西塱盾构区间左线顺利贯通，成为全线第二个实现双线贯通的盾构区间。5月20日，东湖至寺右新马路区间盾构始发。同时，署前路站仍不具备建设条件。5月31日，滨江东路站实现封底。
截至2023年6月，十号线（西塱-石牌桥）土建工程累计完成75%。14座车站中，9座已封顶，其中4座进行机电施工；4座进行土建施工，剩余1座进行前期准备；14个区间中，9个已贯通，4个及出入段线进行土建施工，其余进行前期准备。广钢新城车辆段进行土建施工。
车站
根据公布的具体计划，10号线将新建石牌桥至西塱段19.4公里，共设14座车站，连同既有石牌桥至天河客运站段则共19个车站。
换乘站
* 西塱站：换乘1号线、22号线和广佛线。1号线及广佛线建造时未作出预留，但10号线将会建设换乘节点，同时会对两线车站进行改造，实现综合换乘。而22号线则未知预留情况。
* 东晓南站：换乘2号线。因2号线建设期间没有预留，需经站厅通道换乘。
* 五凤站：换乘11号线。11号线建设时将会预留扩建条件，待本线建设时再兴建本线的月台。设计为月台T型节点式换乘。
* 东湖站：换乘6号线、12号线和25号线。因6号线建造时未作出预留，需经站厅通道换乘；本线和12号线统一设计，同步施工，预留叠式岛式换乘，12号线站台位于地下三层，10号线站台位于地下五层。25号线为远期线路，预留情况未知。
* 寺右新马路站：前往五羊邨站换乘5号线。5号线建造时未作出预留，但10号线将建设换乘通道连通两个车站实现换乘。
* 天河路站：前往体育西路站换乘1号线、3号线。10号线无法使用现有的体育西路站，需要在天河路另外新建，并将设有换乘通道连通体育西路站实现换乘。同时未来亦可再经过体育西路站至花城广场北站的通道换乘13号线。
原属3号线支线的换乘站
* 华师站：换乘11号线。因建设期间未作出预留，预计需经站厅、月台通道换乘。
* 天河客运站：换乘6号线。因建造时未作出预留，需经站厅通道换乘。
设有预留的换乘站
* 广钢新城站：换乘佛山地铁11号线。两线大致呈T型相交，广州10号线建设时将在地下三层预留换乘节点。另外本站为双岛式站台，预留未来分岔出10号线支线的条件，与10号线主线形成同台换乘。
* 滨江东路站：换乘28号线。两线大致呈X型相交，10号线建设时将在地下五层预留换乘节点。
* 广州大道中站：换乘26号线。26号线为远期路线，与10号线平行布置。但10号线车站将设于广州大道东侧，仅预留26号线在广州大道西侧设站的条件，实现平行站厅换乘。
暂不建设换乘通道的车站
* 石溪站：换乘广佛线。广佛线建造时未作出预留，且两线车站距离超过200米；同时因受到24号线曾以该站为终点的规划所影响，目前暂缓建设换乘通道，预计初期使用出站地面换乘的形式，留待远期再增建换乘通道。
* 中大南门站：前往中大站换乘8号线。8号线建造时未作出预留，且两线车站距离接近500米；同时受到周边环境所影响，目前未作为换乘站建设，留待远期再增建换乘通道。
* 署前路站：前往东山口站换乘1号线和6号线。东山口站建造时未作出预留，其后10号线建设换乘通道连通两个车站的计划更因拆迁问题引起巨大争议，故换乘通道延至远期再建设。
列车
因10号线为3号线支线拆解线，所以将继续使用6辆编组B型车，惟最高时速从120km/h降至80km/h，初期配置列车数为258辆/43列。
10号线相关列车合约已被中车株洲电力机车公司中标。
争议
与多条线路的换乘安排
在10号线首次公布的设计招标文件中，拆解后10号线将另设天河路站，位于体育西路站以北约200米处，虽注明与1、3号线体育西路站换乘，但附图中天河路站的两个方案却都没有显示有连接至体育西路站的换乘通道；注明与广佛线换乘的石溪站虽然将增建通道连接，但却被提及为非付费区换乘。因此如果需要在天河路站-体育西路站或石溪站换乘，就需要先出闸，在站外步行数分钟抵达另一条线的车站，然后排队安检后再次入闸。此举令广州市民哗然，并引起热议。同时，10号线与5号线、8号线相交，但分别另设寺右新马路站和中大南门站，均无法与5号线五羊邨站和8号线中大站换乘；署前路站则位于1、6号线东山口站以南约200米处，但同样不换乘。而与同期规划建设的13号线则在中山一立交地底相交，两线均没有在此处设站，自然也无法换乘。因此10号线与多条重点线路相交但都未能换乘，影响10号线的通达性。有市民表示希望地铁方面能考虑乘客的出行便利，做好10号线与其他线路的换乘。同时10号线工程可行性报告的批覆意见亦指出署前路站和中大南门站是原由换乘站变更成非换乘站，应力争两站按换乘站设计，以增强整个线网的通达性。
随后广州地铁方面通过媒体回应，称天河路站将设有付费区换乘通道连接至体育西路站，乘客换乘时无须出闸。但换乘通道将比现时杨箕站的通道更长。至于这条换乘通道如何设置，有否平面自动步道，广州地铁则称有待后续设计的敲定；2018年6月上旬，根据广州市建设科技委公布的信息，10号线增加两个换乘站，广州地铁相关负责人对媒体回应表示，其中一个即为寺右新马路站，与5号线五羊邨站换乘。至于如何换乘及是否统一名称，相关负责人表示，接下来将与规划部门一道深化落实研究；2020年10月再向外界公布，署前路站有望重新成为换乘站，连接至东山口站换乘1、6号线，但因建设换乘通道所需的征拆范围过大引起争议，地铁部门在11月决定暂缓换乘通道的建设；而关于中大南门站换乘8号线的问题，广州地铁方面在2020年10月底回复市民建议时表示，中大南门站将预留远期换乘通道连接至8号线中大站，待具备实施条件时统筹推进。
清拆历史街区
在10号线获得立项批复后，线路车站前期选址设置、乃至线网站场改建等，却未曾公开广泛征求公众意见；开工建设后，由政府公布在部分计划站点的征拆计划，引起更大争议。
广州地铁在宣布署前路站计划与东山口站连通换乘后，向外界公布拟拆迁署前路东侧和庙前直街北侧地块，其正位于广州具历浓厚史文化底蕴的老城区东山的咽喉入口处。由于该地遍布政治遗址、文化名人故居，很快引起市民的广泛关注和讨论。不少市民反对拆迁，提出了种种疑问，希望政府说明地铁10号线署前路地铁站的选址理由；亦有支持拆迁的市民认为拆迁重建后，可以改善周边地区的道路交通环境，方便市民出行。在东山本地出身长居、有出版《记忆东山》一书的吴伟鹏表示，他是在9月中发现署前路站征收补偿方案征求意见公告，才惊悉这带计划拆迁。据设计单位广州市交通规划研究院不具名专家表示，新的设计方案可缓解1号线和10号线在体育西路换乘的压力，减轻东山口地铁站进出站压力。而规划、设计部门同时表示，后续还有文化遗产评估，发布正式征收公告仍需较长时间。最终在舆论压力下，地铁方面在11月初决定暂时不建设连接东山口站的换乘通道，只拆除车站建设范围内的房屋，从而大大缩小了拆迁范围，陈树人纪念馆、越秀区图书馆等处于西段的建筑暂不拆迁。而东段庙前北街北侧街区未有划出范围，地铁方面强调该地段建筑未有被评为不可移动文物、历史建筑或历史风貌建筑，也不在街区划定的核心保护范围和建设控制地带。
未来发展
在2020年11月获广州市政府批复的《广州市轨道交通线网规划（2018-2035）》中，10号线在天河客运站将继续向东延伸19.15公里，途径长湴、岑村、凌塘村、天河智慧城，最终到达高塘石站，再度与6号线交汇，将有效填补天河区东北部未有地铁覆盖的空白。根据广州市交通局于2021年9月底发布的《广州市交通运输“十四五”规划》，10号线东延段已被列入广州市“十四五”规划的策划项目，预计有机会进入下一轮线网建设规划中。