Die Eröffnung der Linie 3 erfolgte, aufgrund unerwarteter Schwierigkeiten beim Bau in Richtung Gambetta, in zwei Etappen. Die Strecke zwischen Villiers und Père Lachaise wurde am 19. Oktober 1904 eröffnet, der folgende Endabschnitt bis Gambetta am 25. Januar 1905. An beiden Streckenenden wurden Endschleifen zum Wenden der Züge angelegt, wobei die beiden Bahnsteige der Station Gambetta in der Schleife lagen. Zwischen den damaligen Endpunkten Avenue de Villiers und Gambetta ist die Strecke 7,5 km lang, dazu kamen 1,3 km Streckenlänge der Endschleifen. Die Linie 3 hatte damals 17 Stationen, von denen vier wegen ihrer geringen Tiefe eine Stahlträgerdecke aufweisen. Sie war die erste Linie, die als Folge des Unfalls im U-Bahnhof Couronnes von neuen Sicherheitsmaßnahmen profitierte: getrennte Stromschienenabschnitte, Installation von Streckentelefonen und Sicherheitsbeleuchtung.