את העבודה להקמת התשתיות ביצעה חברת "יפה נוף", חברה עירונית בבעלות עיריית חיפה. בפועל, העבודות על מיזם המטרונית, שכללו עבודות תשתית, סלילה מחדש של כבישים והסדרת צמתים, החלו ב־2007. תאריך היעד נדחה מספר פעמים, עד שנקבע על אוגוסט 2013. במהלך העבודות על פרויקט המטרונית בוצעו מספר פרויקטים נוספים באזור, שלא היו שייכים לפרויקט עצמו, אך בוצעו על ידי חברת יפה נוף מתקציב הפרויקט. כך לדוגמה בוצעה סלילת מנהרת תשתיות ברחוב יל"ג שבשכונת הדר, עבודות בקמפוס הנמל שבעיר התחתית, ועבודות שונות בקריות. חברת "יפה נוף" ספגה ביקורת חריפה בדו"ח מבקר המדינה על הרשויות המקומיות, על כשלים מהותיים במהלך עבודות המטרונית.
במהלך העבודות נסלל מת"ץ חדש ממרכזית הקריות דרך שדרות ירושלים/ורבורג בקריית ים/קריית חיים/קריית שמואל עד לצומת הרחובות האצטדיון/שנקר, וממרכזית הקריות לאורך דרך חיפה-עכו עד למרכזית המפרץ (על בסיס הנת"ץ שכבר היה קיים לאורך מרבית התוואי בצידו הימני של הכביש). נתיב תחבורה ציבורית וכביש חדש נסלל ממרכזית המפרץ ועד לגשר פז. מגשר פז מתפצל הנת"ץ לשני חלקים, כאשר מסלול אחד ממשיך מגשר פז עד לרחוב הנביאים בהדר, מסלול שני ממשיך עד למרכזית בת גלים בעיר התחתית, דרך רחובות צייזל/חטיבת גולני/פלי"ם, המושבה הגרמנית ורחוב המגינים, עד למרכזית בת גלים. בקריית אתא נסלל מת"ץ מצומת הרחובות העצמאות/חנקין, ועד קצה רחוב יוספטל.
במסגרת עבודות בניית המטרונית נהרס ונבנה מחדש הגשר במחלף מוטה גור (צומת קריית אתא), על מנת לאפשר את מעבר מסלול המטרונית בצידו השמאלי של הכביש גם מתחת לגשר. עבודות אלו הובילו לעומסי תנועה כבדים באזור לתקופה ארוכה. עבודות הבנייה נעשו במקביל לעבודות על כביש עוקף קריות, שיועד עבור כלי רכב פרטיים.
במסגרת סלילת מסלול המטרונית בחיפה ובקריות בוטלו כמה מעגלי תנועה שהוחלפו בצמתים מרומזרים, נוספו רמזורים רבים להולכי רגל (במקום מעברי חצייה לא מרומזרים שהיו קודם לכן), ובוטלה אפשרות פנייה לכלי רכב בכיוונים שונים במספר צמתים.
על הפעלת המטרונית התמודדו ארבע קבוצות. בתחילת אוגוסט 2010 הוכרז כי חברת התחבורה "דן" היא הזוכה במכרז להפעלתו של המיזם בהתאם להצעה שהגישה בשותפות עם החברות "הארגז" ו"מאן". בחוזה שנחתם בנובמבר 2010 בין משרד התחבורה לחברת דן, הוענק הזיכיון להפעלת המטרונית לדן למשך 12 שנה, והיא חויבה להפעיל במסגרת המיזם 90 אוטובוסים. עקב ההצעה של דן, הוחלף האוטובוס הדו-מפרקי המקורי שתוכנן לשמש למטרונית, באוטובוס עם מפרק בודד שארוך יותר ובעל קיבולת גבוהה יותר מאוטובוס מפרקי רגיל (חברת מאן לא מייצרת אוטובוסים דו-מפרקיים וחברות הארגז ומרכבים מעולם לא הרכיבו אוטובוסים דו-מפרקיים). בשל העיכובים הרבים בסלילת הפרויקט, רכבי המטרונית הוכנו זמן רב קודם להשלמת הפרויקט, ועמדו ללא שימוש בחניון.
באביב 2013 החלו לפעול שישה קווים פנימיים חדשים בקריות, המקשרים בין חלקים שונים בקריות ושכונות בקריית אתא, ועוברים כולם בצומת קריית אתא ובמרכז קריית אתא. במקביל צומצמה מעט פעילות הקווים הפרבריים לחיפה, ושונו קווים אחרים. קווים אלו תוכננו בעיקרם לצורך קישור בין שכונות מרוחקות מקווי המטרונית, אל קווי המטרונית, ולצורך קישור פנימי בין גוש הקריות המערבי, לבין קריית אתא (תוואי שקודם לכן דרש החלפה של 2 קווי נסיעה).
המיזם החל לפעול לתקופת הרצה ב־2 באוגוסט 2013 ללא נוסעים. ב־16 באוגוסט המטרונית החלה לפעול עם נוסעים, במסגרת השלב השני של ההרצה, אך ללא גביית תשלום. במסגרת הפעלה זו בוטלו כמעט כל קווי האוטובוס הקודמים שקישרו בין חיפה לקריות, תוגברה פעילות הקווים הפנימיים החדשים, ונוספו 2 קווים נוספים. הפעלת המטרונית החלה כאשר לא היה די ציוד נייד (אוטובוסים ונהגים) בהתאם ללוח הזמנים שתוכנן, דבר שיצר עומסים קשים ותלונות של הנוסעים. עומס הנוסעים גבר גם בעקבות ההפעלה ללא תשלום, והפרסום הרב סביב פתיחת הפרויקט. המעבר לפעולה סדירה, אגב גביית תשלום, התבצע לאחר עיכובים נוספים רק ב־23 בדצמבר 2013.
במרץ 2018 החלו העבודות לפתיחת קו מטרונית מצומת יגור, דרך רחוב בר יהודה בנשר לשכונת הדר בחיפה. בחודש יולי 2018 החלו העבודות בעיר נשר בציר רחוב בר יהודה שכללו הצרת הנתיבים, הורדת מהירות התנועה ל־50 קמ"ש וכריתת כל עצי הדקל שהיו נטועים לכל אורך שטח ההפרדה בין המסלולים עליו יבנה נתיב הנסיעה של המטרונית.
ביולי 2020 החליט משרד התחבורה להפסיק את ההתקשרות עם חברת "יפה נוף", עקב טענות המשרד על חריגות תקציביות ועיכובים בפרויקטי החברה, ולחלק את הפרויקטים של "יפה נוף" בין החברות הממשלתיות השונות. בעקבות כך קיבלה חברת נתיבי ישראל, את המשך סלילתם של 2 מקטעים חדשים: בין חיפה לנשר ובין חיפה לעכו. וחברת חוצה ישראל את התכנון של 4 מקטעים עתידים: מתוכם 2 מקטעים בחיפה, ו-2 מקטעים שמחברים את חיפה לקריית אתא וטירת הכרמל.
בינואר 2021 פורסם כי חברת סופרבוס תפעיל את המטרונית במקום חברת דן בצפון, ב-15 באוקטובר 2021 החליפה סופרבוס את דן בצפון בהפעלת המטרונית. החברה מפעילה 3 אוטובוסים מפרקיים עם מנוע דיזל בתקן יורו 6 ביניהם גולדן דרגון, אוטו-קאר וסולאריס. כמו כן, החברה רכשה אוטובוס מפרקי חשמלי המורכב בארץ על ידי חברת מרכבים על שלדת גולדן דרגון. בפברואר 2022, הם נכנסו לשרות בתדירות גבוהה יותר בקווי 3 ו-1 ובהמשך גם בקו 2 ו-4, כאשר האוטובוסים של סולאריס עברו לשירות סופרבוס בירושלים.
מאפיינים.
התשלום במטרונית מתבצע במכונות ברציפי התחנות וכיום גם במכונות בתוך המטרונית, ולא על ידי הנהג, העוסק בנהיגה בלבד. דבר זה מאפשר עלייה מהירה של הנוסעים בתחנות (ללא צורך בעיכוב לתשלום/תיקוף אצל הנהג), אך מנגד דורש תחזוקה מתמדת של המכונות, ומקשה על נוסעים בעלי מאפייני נסיעה ייחודיים (לדוגמה, חיילי מילואים, עיוורים). הבקרה על תשלום הנוסעים מבוצעת על ידי פקחי ביקורת, הפועלים מטעם החברה המפעילה.
מסלול המטרונית הייחודי לה מאפשר נסיעה מהירה יחסית בשעות שיא, בהן התנועה הרגילה נוסעת באיטיות בשל עומסי תנועה. בנוסף, המסלול הבלעדי מונע עיכובים הנגרמים בעת השתלבות אוטובוס בכביש לאחר עצירה במפרץ תחנת אוטובוס. העלייה והירידה מתבצעת מכל דלתות המטרונית, דבר המאפשר עלייה וירידה מהירה, בדרך כלל, אך לעיתים גורם עיכוב בעת דוחק רב המקשה את סגירת הדלתות. מנגד המטרונית עוצרת בכל תחנה במסלולה, אף אם אין נוסעים המעוניינים לעלות ולרדת. זאת בניגוד לתכנון המקורי של הרכבים, עת הוכנסו אליהם פעמוני עצירה (הן של דן בצפון והן של סופרבוס). דבר שגורם לנסיעה איטית יחסית בשעות שפל שבהן אוטובוס רגיל מדלג על תחנות ללא נוסעים.
מסלול המטרונית שעובר במרכז כביש דו־מסלולי, הוביל לכך שתחנות המטרונית נמצאות בסמוך לצמתים. מאפיין זה הוביל לעיתים ליצירת קטעי דרך ארוכים ללא תחנה, ולביטול תחנות אוטובוס קיימות שהיו סמוך לנתיב הימני של הכביש.
השימוש באוטובוסים להפעלת המטרונית וסמיכות מסלול המטרונית לכביש הרגיל מאפשר גמישות תפעולית ועקיפה בקלות של קטעי מסלול שנחסמו מסיבות שונות, בניגוד לרכבת הקלה בירושלים שאינה יכולה לעקוף חסימות במסלולה.
לאורך מסלול המטרונית רמזורים מיוחדים, כאשר ההבדלה בין שלושת מצבי הרמזור נעשית באמצעות צורה גאומטרית שונה, ולא באמצעות צבע שונה.
המטרונית עושה שימוש בכ־121 אוטובוסים מפרקיים. במטרונית מופעלת מערכת כריזה בשפות עברית, אנגלית וערבית המכריזה על שמות התחנות וכן בתחנות עצמן (מהכריזה של רכבי המטרונית) על מספר הקו.
כאשר מערכת המטרונית עברה מדן לצפון לסופרבוס, הובטח להגדיל את תדירות קווי המטרונית הקיימים. בפועל לא נעשה דבר בנושא.
מסלול המטרונית.
לאורך חלקו הגדול של נתיב קווי המטרונית נסלל מסלול תחבורה ציבורית ייחודי למטרונית בצידו השמאלי של הכביש. על מנת להפריד בין המסלול לשאר נתיבי הכביש, המסלול מוגבה ב־7 ס"מ מנתיבי הכביש האחרים, וצבוע במרכזו באדום. מאפיין זה יוצר סכנה של התהפכות לרכב דו־גלגלי, בעת פגיעה לא מכוונת באבן השפה המוגבהת. בשל אילוצים שונים, מסלול המטרונית בחיפה עובר בקטעים שונים בצמוד לקטע שבו ישנה תנועה בכיוון המנוגד (סמוך לכיכר פריז). במקומות אחרים, עובר מסלול המטרונית מצד אחד של הכביש לצד השני (לפני מטה משטרת ישראל בעיר התחתית, ובמושבה הגרמנית).
בחלק שבין צומת דולפין (בעבר מרכזית בת גלים) ומרכזית חוף הכרמל, לא נסלל מסלול מיוחד למטרונית, והיא עושה שימוש בנת"ץ - הנתיב הימני של הכביש. בחלקים שונים של מסלול קו 3 (ברחוב אריה שנקר) לא נסלל כלל נתיב או מסלול מיוחד, והמטרונית עושה שימוש בכביש רגיל, יחד עם תנועה פרטית וציבורית אחרת.
בין צומת ההסתדרות/שנקר לגשר פז, מסלול המטרונית משותף ל־3 הקווים. מרבית המסלול שיועד למטרונית משמש את המטרונית באופן בלעדי, אך בחלקים שונים (צפון קריית ים, הדר, והנת"ץ בין בת גלים לחוף הכרמל) נעשה שימוש בנתיב המטרונית גם על ידי תחבורה ציבורית אחרת.
עם זאת, כל מסלול המטרונית לאורך דרך חיפה-עכו (כביש 4) שמור בלעדית למטרונית, דבר הגורם לכך שהקווים הפנימיים של הקריות העוברים בחלק ממסלולם במקביל למטרונית, והקווים הבין־עירוניים לצפון היוצאים ממרכזית המפרץ, עושים שימוש בנתיבי הכביש הרגיל, ביחד עם התנועה הפרטית.
קווי המטרונית.
המטרונית פועלת בארבעה קווים: הראשון - ממרכזית הקריות בצפון הקריות למרכזית חוף הכרמל, השני - מקריית אתא לתחנת הרכבת חיפה בת גלים, השלישי - ממרכזית הקריות להדר הכרמל, והרביעי - ממרכזית חוף הכרמל למרכזית הקריות.