メトロポリタン鉄道
当初は、メトロポリタン鉄道ではグレート・ウェスタン鉄道から提供されたグレート・ウェスタン鉄道メトロポリタン型蒸気機関車(英語版)を使って広軌の車両で運転が行われていた。開通から間もなく、運行頻度を増加させる必要性を巡って2社の間で見解の相違が起こり、1863年8月にグレート・ウェスタン鉄道は車両を引き上げることになった。メトロポリタン鉄道では、グレート・ノーザン鉄道の標準軌の鉄道車両を一時的に借り受けて運行頻度を落として運行を行い、その後自社で標準軌の機関車と客車を購入した。
煙を出さない機関車で運転されると考えていたため、エッジウェア・ロードからキングス・クロスまでは長いトンネルもあるなど、最初の区間はあまり換気を行わない構造で建設された。駅や客車には煙が充満していたが、当初はそれでも乗客が減るということは無かった。後にキングス・クロスとガワー・ストリートの間のトンネルに開放部を設けたり、駅の天井のガラスを取り外したりして、換気が改善された。煙の問題は1880年代になってからも続いたため、さらにトンネルの開放部を増やしたいメトロポリタン鉄道と、そうすれば馬を驚かせ周辺の地価を下げると主張する地元の当局との間で論争になった。この結果1897年の商務省報告では、メトロポリタン鉄道を利用して疲弊した人々に薬剤師が「メトロポリタン処方」という薬剤を処方している、と報告された。この報告では、もっと多くの開放部の設置が認められるべきだとしたが、実際に建設される前に電化されることになった。
1906年にメトロポリタン鉄道とディストリクト鉄道がイースト・ロンドン鉄道への直通を打ち切って以来、イースト・ロンドン鉄道での運行はサウス・イースタン鉄道、ロンドン・ブライトン・アンド・サウス・コースト鉄道、グレート・イースタン鉄道によって行われていた。メトロポリタン鉄道もディストリクト鉄道も、この路線を電化したいと思っていたが、電化の費用を正当化することができずにいた。議論は続けられ、1911年にイースト・ロンドン鉄道は、ロンドン地下電気鉄道からの供給電力とメトロポリタン鉄道による列車運行で電化されることに合意された。議会承認は1912年に得られ、直通運転は1913年3月31日に再開された。メトロポリタン鉄道は、サウス・イースタン鉄道のニュー・クロス駅およびロンドン・ブライトン・アンド・サウス・コースト鉄道のニュー・クロス駅の双方からサウス・ケンジントン駅まで1時間に2本の列車を走らせ、また1時間に8本のシャトル列車を双方のニュー・クロス駅から交互にショアディッチ駅(英語版)まで運行した。
1868年4月に、メトロポリタン・アンド・セント・ジョンズ・ウッド鉄道 (Metropolitan & St John's Wood Railway) がベイカー・ストリート駅に新しく設置したプラットホーム(ベイカー・ストリート・イーストと呼ばれた)からスイス・コテージ駅までトンネルで単線の鉄道を開通させた。途中には待避線を備えたセント・ジョンズ・ウッド・ロード駅とマールボロ・ロード駅があり、メトロポリタン鉄道により20分おきに列車が運行された。ベイカー・ストリート駅においてインナー・サークル線との分岐点が造られたが、1869年以降直通列車は運転されていない。
1870年代初頭、乗客数は少なかったためメトロポリタン・アンド・セント・ジョンズ・ウッド鉄道は路線を延長して新たな需要を生み出そうと考えた。メトロポリタン鉄道に着任したばかりであったワトキンは、既に市街地化していた地域に建設するよりも費用が安く運賃は高いため、こちらの方が優先度が高いと考え、またこの線からの乗客はサークル線を利用してくれると考えられた。1873年にメトロポリタン・アンド・セント・ジョンズ・ウッド鉄道はミドルセックス州の郊外であるニーズデンまでの延長許可を得たが、ニーズデンにもっとも近い人口の集まる場所はハーローであったため、さらに3.5マイル(約5.6 km)延長してハーローまで路線を建設することを決定し、1874年に許可を得た。
また路線の反対側で、ディストリクト鉄道側のサウス・ケンジントン駅は1871年7月10日に開業し、ウェスト・ブロンプトン支線上にアールズ・コート駅が1871年10月30日に開業した。
1868年から1869年にかけて、メトロポリタン鉄道に対する多くの審問が開かれて、本来の支払い能力以上の配当金を払っていたり、資本勘定からの支出が行われていたりといった、財務上の不正が見つかった。1870年に会社の取締役たちが背任で有罪となり、会社に対して賠償を行うよう命じられた。全員が不服申し立てを行い、1874年にかなり低い額で妥結が認められたが、株主の信頼を回復するために1872年10月に取締役は全員入替となり、エドワード・ワトキン(英語版)が会長に任命された。ワトキンは経験を積んだ鉄道業界人で、サウス・イースタン鉄道(英語版)などいくつかの鉄道会社で既に取締役を務めており、北からロンドンを貫いてサウス・イースタン鉄道へ路線を接続したいという願望を持っていた。
土地の購入費用の問題から、メトロポリタン鉄道のムーアゲート・ストリート駅から東への延長工事はゆっくりとしか進まず、1869年に法律で定められた期限の延長を得なければならなかった。延長工事は1873年に開始されたが、建設工事がローマカトリック教会の地下埋葬所を掘り出してしまった後、契約業者は作業員を工事に従事させ続けるのは難しいと報告してきた。最初の区間は、グレート・イースタン鉄道(英語版)が最近開業させたターミナル駅であるリバプール・ストリート駅まで1875年2月1日に開通した。メトロポリタン鉄道自身の駅が建設されている短い期間中、列車は半径3.
最初の注文は電動車のみで、半分はウェスティングハウスブレーキとメトロポリタン=ヴィッカースの制御器、4基のMV153電動機を装備し、ボギー客車の付随車を牽引していた電動車を置き換えた。残りの電動車は同じ電動機を装備していたが真空ブレーキを装備しており、1920年から1923年にかけて改造されたドレッドノート客車とともにMV車両を構成した。1929年にMW車両が発注され、MV車両と似ていたがウェスティングハウスブレーキを装備する30両の電動車と25両の付随車であった。さらにMW車両の発注が1931年に、今度はバーミンガム・レールウェイ・アンド・キャリッジに対して出された。これは7本の8両編成を構成するためのもので、またこれまでのMW車両を8両編成に増強するための追加の付随車も含んでいた。この車両はゼネラル・エレクトリック・カンパニー製のWT545電動機を装備しており、MV153電動機装備の車両と連結して使えるように設計されたのだが、実際にはうまく動作しなかった。メトロポリタン鉄道がロンドン地下鉄となってから、MV車両はウェスティングハウスブレーキを装備し、GEC製電動機を装備した車両はMV153電動機装備の車両と連結して使えるようにギア比を変更された。1938年に、9本の8両編成と10本の6両編成のMW車両が形式変更されてロンドン地下鉄T形電車(英語版)となった。