首都圏新都市鉄道つくばエクスプレス
北への延伸は、つくば駅から土浦市や百里基地(茨城空港)、さらには水戸市への延伸を求める主に茨城県民の要望もあるが、具体化していない。茨城県も北への延伸については消極的な態度をとっていたが、2017年の茨城県知事選挙で、つくばエクスプレスの県内区間の延伸検討などを主張した大井川和彦が当選した。2018年5月には、土浦市・つくば市・小美玉市・石岡市・かすみがうら市・行方市・鉾田市の7市議会が、「TX茨城空港延伸議会期成同盟会」を発足させた。県などへの要望活動などで連携していく方針であるという。
茨城県の総合計画(2018年 - 2021年)では、つくばエクスプレスの県内延伸の整備が挙げられている。つくばエクスプレスについては、「2050年ごろの茨城の姿」の中で、つくばから4方面への延伸案が点線で示されており、土浦、茨城空港、水戸、または筑波山と直線的に結ぶ交通ネットワークの構想が描かれていた。
2022年3月、茨城県は2022年度の当初予算案に県内延伸の調査検討事業費用として1800万円を初めて計上し、国の研究機関「運輸総合研究所」と協力して延伸方面案の調査を5月から始めた。調査検討事業では、有識者などを含めた第三者委員会を設立し、延伸する事業費、延伸後の事業予測、路線需要予測、費用対効果などの調査に加え、災害時のJR常磐線の代替輸送機能も比較検討の対象としている。県の総合計画の中で示してきた四つの延伸ルート「(1)筑波山方面」「(2)水戸方面」「(3)茨城空港方面」「(4)土浦駅方面」から1つに絞り込み、国に提示していく。
連絡乗車券を設定しているが、普通乗車券については接続鉄道事業者で唯一の株主である関東鉄道の常総線のみとなっている。各駅の切符売り場にはTX線内運賃の横に関東鉄道常総線の乗り継ぎ運賃が記されている。他の他社線については後述の企画乗車券を多数設けて対応している。
同じ月に法的手続きの第一段階である宅鉄法に基づく基本計画が国から承認され、常磐新線の計画路線である東京都千代田区(秋葉原) - 茨城県つくば市吾妻(筑波研究学園都市)間の経路と19か所の駅の位置が定められ、整備に向けた動きが本格的に活発化した。
首都圏新都市鉄道は1992年(平成4年)1月10日付けで第一種鉄道事業免許を取得した。以降、同年9月に常磐新線プロジェクト研究会が、1994年(平成6年)6月には同研究会を引き継いで常磐新線プロジェクト推進協議会がそれぞれ設立され、出資方式、事業採算性、沿線開発などについての調査が実施された。
1994年に、秋葉原で起工式が行われたことを皮切りに、鉄道新線の建設が着々と進められたが、想定外の軟弱地盤や地下水対策による遅延や、基本計画当初から茨城県内の地権者の反対によって用地交渉が暗礁に乗り上がるなど開発は難航し、1996年(平成8年)12月には2000年の開業予定が2005年(平成17年)に変更された。
2000年1月の運輸政策審議会答申第18号においては工事が着手されていた秋葉原 - つくば間が「目標年次(2005年)までに開業することが適当である路線」と位置付けられた。未着手の東京 - 秋葉原間については位置付けが「今後整備について検討すべき路線」へと変更されており、整備区間の整備状況および開業後の経営状態から東京駅までの延伸を検討するという整理がなされた。
2001年(平成13年)2月には、常磐新線イメージづくり調査委員会の答申に基づいた路線新名称として「つくばエクスプレス」が首都圏新都市鉄道より発表された。
2005年7月22日に完成検査に合格し、同年8月24日に開業した。当初は10月開業予定であったが、地元の強い要望と学校の2学期に間に合うように2か月繰り上げての開業となった。
秋葉原駅からJR東北本線(山手線・京浜東北線・上野東京ライン)の下を北上した列車は、御徒町駅の手前で東にカーブして春日通りと都営地下鉄大江戸線の直下を走り、新御徒町駅の先で北にカーブして浅草駅に着く。同駅は東武鉄道、東京メトロ銀座線、都営地下鉄浅草線の浅草駅とは離れている。秋葉原駅から南千住駅までは地下を走り、南千住駅の先からJR常磐線と東京メトロ日比谷線に挟まれる形で地上に出る。隅田川を渡り、3階にホームがある北千住駅に着く。
大人普通旅客運賃(小児半額・IC運賃の場合は端数は1円単位で切り捨て、切符の場合は10円単位に切り上げ)。2019年10月1日改定。
開業時の運賃はJR東日本・JR東海・JR西日本の幹線の運賃水準を参考として、秋葉原駅 - つくば駅間は当時の高速バス運賃よりも若干安くなるように設定された。ただし、つくばエクスプレス開業と同時に高速バス「つくば号」の運賃も同額に値下げされた。2023年1月の高速バス運賃値上げの結果、現在はつくば号の方が高くなっている。またJR本州3社の地方交通線よりも運賃水準が高くなっている。
開業直後には、一部の在京テレビ局などが昼間の当時まだ閑散とした普通列車を取材し、本路線の有効性について疑問視する論調を展開したこともあった。しかしながら、初年度の乗客数は3,469万人で、1日平均の乗客数は開業前の予想「135,000人」を超える150,700人であった。2007年(平成19年)3月には開業20か月目で累積輸送人員1億人を突破した。1日の平均乗客数は2007年(平成19年)4月に239,000人、2008年(平成20年)11月に266,100人、2009年(平成21年)4月に270,500人を記録し、目標の27万人に到達した。運行する首都圏新都市鉄道によると、この目標は、将来の東京駅までの延伸を検討するための前提とされている。
初年度営業収益は予想の90億円を大幅に超え、140億円となった。ただし、最終損益は減価償却費109億円を計上したなどのため、49億円の赤字であった。その後、増発のための車両増備による減価償却費増があったものの、2008年度(平成20年度)決算にて減価償却費込みの営業黒字を達成した。さらに2009年度(平成21年度)決算では当初計画である「開業20年後に単年度黒字」を大幅に前倒しして最終黒字となった。
その後も輸送人員は増加傾向が続き、2017年度(平成29年度)に累積損失が解消して開業以後初めて利益剰余金を計上した。このように、当路線は大手私鉄の一路線と遜色ない規模まで成長している一方で、ラッシュ時の混雑率は並行する常磐快速線、常磐緩行線と比較しても高い状況となっている。2019年(令和元年)6月に8両編成化事業の実施を発表し、供用開始は2030年代前半になる予定である。
首都圏新都市鉄道およびつくばエクスプレスのロゴマークである「TX」は、「Tsukuba Express」から来ている。
「T」と「X」が弧を描き、交わることによりスピード感や活力を表現している。
2つの弧は、沿線住民や利用者にとっての「夢の架け橋」的存在となることを象徴している。
東京電力やアサヒビールなどのデザイン開発を行った永井一正によるものである。