メトロポリタン鉄道
グレート・セントラル鉄道とメトロポリタン鉄道の間でのこの路線に関する交渉は数年を要し、1906年にキャンフィールド・プレイスからハーローまでの2線が年間20,000ポンドでグレート・セントラル鉄道に貸し出され、メトロポリタン・アンド・グレート・セントラル・ジョイント鉄道(英語版)を設立し、ハーローからバーニー・ジャンクションまでとブリル支線を年間44,000ポンドで貸し出して、グレート・セントラル鉄道は少なくともこの路線に年間45,000ポンドの交通量を保証することで合意された。グレート・ウェスタン鉄道とメトロポリタン鉄道が共同で運営するエイルズベリー駅には、グレート・ウェスタン・アンド・グレート・セントラル合同委員会およびメトロポリタン・アンド・グレート・セントラル合同委員会も置かれた。一般的には呼びづらい名前であったことから、エイルズベリー共同駅と呼ばれていた。メトロポリタン鉄道とグレート・セントラル鉄道の合同委員会は駅と路線の営業を引き継いだが、車両は保有していなかった。メトロポリタン鉄道が管理を担当し、グレート・セントラル鉄道は会社が役割を交替するまでの最初の5年間、会計を担当した。それ以降1926年まで5年おきに役割を交替した。メトロポリタン鉄道はグレート・ミセンデンの南にある28.5マイル地点より南側の保守を行い、グレート・セントラル鉄道は北側の保守を行った。
地下を掘削し、また振動が発生することにより、近くの建物が沈下してしまうのではないかという懸念があり、またトンネル掘削中に数千人の家を取り壊してその補償をしなければならなかったが、建設は1860年3月に開始された。この新しい鉄道はパディントンからキングス・クロスまで、ほとんどが開削工法により建設された。キングス・クロスから東では、路線はマウント・プレザントおよびクラーケンウェルの下を728ヤード(約666 m)のトンネルで通過し、そこから暗渠化されたフリート川に沿ってファリンドン・ロードの脇をスミスフィールドにある新しい肉市場まで切通しで通った。
トンネルを通すために掘られた溝は幅が33フィート6インチ(約10.2 m)あり、その中に煉瓦製の擁壁が構築されて、それが28フィート6インチ(約8.7 m)幅の楕円形の煉瓦アーチあるいは鉄製ガーダーの天井を支えた。トンネルは駅の部分ではプラットホームを収容するためにより幅が広くなっていた。原始的なベルトコンベアを利用した土砂運搬装置が掘削土砂を溝から運び出すために使われたものの、土砂の掘削作業のほとんどはナヴィ(英語版)(土木工事に携わる作業員)によって手作業で行われた。
トンネル内では、複線の軌道が6フィート(約1.8 m)の間隔で敷設された。
メトロポリタン鉄道の初期の成功により、1863年にはロンドンにおいて新しい鉄道を敷設しようとする申請が議会に殺到し、その多くが似たような経路で競合するものであった。最良の提案を判断するために、貴族院は特別委員会を設置し、委員会は1863年7月に「実際に接続しないのであれば、首都の主要な鉄道ターミナルのほぼすべてに沿って内側を環状に結ぶ鉄道」を推薦する報告を行った。1864年の議会には、経路が異なるもののおおむね推薦に沿った多くの鉄道の提案が出され、上下両院議員で構成される合同委員会が設置されて計画を審査した。
メトロポリタン鉄道からの、パディントン駅から西へ、そこから南へサウス・ケンジントン(英語版)まで、またムーアゲート駅から東へタワー・ヒルまで延長する提案は、承認され1864年7月29日に国王裁可を得た。環状線を完成させるために、委員会ではケンジントンとシティの間を異なる経路で建設する2つの提案を合同させることを推奨し、合同した提案は同日、メトロポリタン・ディストリクト鉄道(一般的にディストリクト鉄道として知られる)として承認された。当初は、ディストリクト鉄道とメトロポリタン鉄道は緊密に連携しており、すぐにも合併することが意図されていた。メトロポリタン鉄道の会長と3人の取締役はディストリクト鉄道の取締役でもあり、技術者は両社ともジョン・ファウラーであり、また延長区間のすべての工事は1つの契約となっていた。ディストリクト鉄道は、メトロポリタン鉄道とは独自に資金を集められるようにするために、独立した会社として設立された。
1885年に塗装が変更され、ミッドケアド (Midcared) として知られる暗い赤になった。これは標準色として残り、ロンドン交通局によって1933年にメトロポリタン線の色と定められた。1925年にメトロポリタン鉄道が機関車をアルファベットの文字で分類した際に、これらの機関車はA型およびB型となった。メトロポリタン・アンド・セント・ジョンズ・ウッド鉄道の建設中、A型とB型ではこの線の勾配には適さないと考えられ、5両の車軸配置0-6-0のタンク機関車が1868年に納入された。しかし、A型とB型は特に問題なく列車を牽引することができることが判明し、この0-6-0タンク機関車は1873年と1875年にタフ・ヴェール鉄道(英語版)に売却された。
1891年からは、ベイカー・ストリート駅から郊外へ向けての延長路線での運用のためにさらなる機関車が必要とされるようになった。サウス・イースタン鉄道のQ型(英語版)の発展形である、車軸配置0-4-4のC型(英語版)が1891年に4両導入された。1894年に2両のD型(英語版)がエイルズベリーとバーニー・ジャンクション間での運用のために導入された。これらの機関車は、フィンチリー・ロード駅より南で運用するために必要な復水設備を搭載していなかった。1896年に車軸配置0-4-4のE型(英語版)2両が自社のニーズデン工場で製造され、さらに事故で損傷した当初のA型1号機を代替するために1898年に1両が追加された。さらに4両がホーソン・レスリーで1900年から1901年にかけて製造された。延長路線における貨物輸送量増大に対応するために、1901年に車軸配置0-6-2のF型(英語版)が4両導入された。これは車軸配置が違い蒸気暖房の設備が無いという点を除けばE型に類似するものであった。