線路走向
16号線在蘇州街站與山後線接軌并貫通。線路一直向南，至西三環路蘇州橋設蘇州橋站;沿西三環路一直向南，在萬壽寺處八一劇場門前設萬壽寺站;之後線路轉向東，下穿紫竹院公園至國家圖書館站。之後下穿動物園及西外大街至三裡河路，沿三裡河路向南，在與車公莊大街交彙處設三裡河路北口站，在與阜外大街交彙處設阜外大街站，在玉淵潭東門設月壇南街站，在木樨地橋設木樨地站。線路下穿木樨地橋及永定河引水渠，進入三裡河南延路，在蓮花池東路設置小馬廠站已取消，線路下穿地下直徑線，在廣安門外大街設達官營站。
線路沿蓮花河西側路至紅蓮南路設站;之後轉入駱駝灣西路進入麗澤商務區的核心區設置三路居站，之後折向西在三環路西側，三環新城的東北角設夏家胡同站，沿鐵路向西進入豐台火車站。過豐台火車站後線路轉入萬壽路南延，與9号線并行1.1千米，在9号線豐台南路站的東側設站;在豐台公園處轉入富豐路，在富豐橋下設站，向西進入榆樹莊，再往西偏北，在抗戰雕塑園西側、五環路東側設置終點站宛平站。
16号線确定24站，計劃2017年建成全線設11座換乘車站，貫穿南北的地鐵16号線将于下個月起陸續開工。全線長36公裡，确定設置車站24座，其中11座車站為換乘車站。現在的站名并非最終站名，還将根據規劃部門公示征求意見後确定。
此外，國家發改委批複顯示，海澱山後線将從永豐至北安河段，該線路與燕房線将根據城市發展需求，選擇時機适時啟動建設。
北延至永豐站
地鐵16号線于2012年11月獲得國家發改委批複。線路自永豐站至宛平城站，全長36公裡。記者從北京市快軌公司了解到，本線路計劃于2013年3月至6月間陸續開工，各标段已開始陸續招标。
按照原規劃，16号線起于海澱區巴溝地區地鐵10号線蘇州街站，與海澱山後線接軌并貫通。
但日前，線路進行了調整，将海澱山後線的部分線路歸于16号線提前建設，因此起點從蘇州街站北延至永豐站，線路全長增至36公裡，預計投資366億元，計劃于2017年完工。
沿線主要服務西北三環地區、三裡河行政辦公區、豐台火車站、豐台科技園區等重要城市功能區，可有效緩解中心城區交通壓力。
11座車站換乘
16号線全線共有11座換乘站，其中有9座車站将與既有或在建地鐵線路實現換乘。
具體為:與4号線在西苑站換乘，與10号線在蘇州街站、豐台站換乘，與9号線、4号線在國家圖書館站實現三線換乘，與6号線将在6号線已通車運營的"白石橋南站"和"車公莊西站"之間交會，交會處将新增換乘車站"二裡溝站"，木樨地站與1号線換乘，與7号線在達官營站換乘，與14号線在麗澤商務區站換乘，與9号線在豐台南路站換乘。此外，蘇州橋站、阜外大街站分别預留了與12号線和3号線的換乘條件。
海澱橋站被取消
規劃中的本市城區西部的南北向地下交通幹線地鐵16号線，将為避開北大精密儀器樓而再次進行微調。市規劃委2013年8月6日公示，由于此前規劃線路距離北京大學主校區精密儀器樓較近，為保證北大高精密儀器的正常使用，因此将調整西苑至蘇州街這一段的線路走向，本來要經過北大西南牆外頤和園路下方的線路，向西移動一定距離。正因為如此，原本的海澱橋站将取消，而在萬泉河橋站新增一站點。
曆史沿革
規劃
2007年，16号線規劃初步成型。線路貫穿京城南北，連接回龍觀、積水潭、金融街、北京西站、麗澤商務區、郭公莊等地。此後，為了支持海澱山後地區的開發，解決當地交通難題，16号線北段改走永豐、蘇州街、國家圖書館一線，同時放棄了進入積水潭、金融街地區。而随着新豐台火車站規劃的出台，16号線南下至麗澤商務區後即向西轉，接駁新豐台站，取代南延至郭公莊的規劃；同時線路繼續西延至曉月苑地區。
在規劃晚期，16号線發生了兩個有争議的改動。其一是取消動物園站，此舉雖可避免線路過多的轉彎，但不能有效疏導動物園交通樞紐的客流，同時也令6号線不得不在三裡河路北口處增設二裡溝站供換乘使用，降低6号線的旅行速度。其二是取消曉月苑站，避免穿越豐台西編組站的高難度施工的同時，延續了曉月苑地區居民長期的交通不暢，盡管當地居民多次呼籲，曉月苑站仍未恢複。不過，16号線最終得以在曉月苑附近的抗戰雕塑園處設置宛平城站，一定程度緩解了當地居民出行難的問題。
2010年12月，16号線規劃方案被北京市政府原則性同意。
2011年5月4日，16号線規劃方案獲得北京市規劃委批複。
2012年10月26日，鐵道第三勘察設計院發布《北京地鐵16号線工程環境影響報告書簡本》，位于達官營站和木樨地站之間的小馬廠站被取消。
2013年2月，山後線蘇州街至永豐段（全長13千米）并入16号線。4月25日，16号線車站設計方案開始展示。8月6日，市規劃委公布16号線西苑至蘇州街段線路規劃調整方案。為保證北大高精密儀器正常使用，經過北大西南牆外頤和園路下方的線路向西移動一定距離。原海澱橋站取消，新增萬泉河橋站。12月10日，鐵道第三勘察設計院發布16号線二期（原海澱山後線）工程環境影響報告書簡本和工程公衆參與第二次信息公示。
建設
16号線于2013年3月至6月間陸續開工建設。
2013年12月12日，16号線豐台段（麗澤商務區至宛平城）正式啟動施工。
2014年4月，16号線永豐站、永豐南站正式開工。6月，16号線屯佃站開工。
2015年4月18日，16号線永豐站-永豐南站區間盾構率先實現雙線貫通。5月18日，16号線宛平城站核心區段主體結構封頂。7月18日，16号線馬連窪站實現首段中闆澆築。
運營
16号線北段（西苑至北安河）将于2016年年底開通，南段（宛平城至西苑）将于2017年年底開通。
硬件設施
列車
16号線将采用8節編組A型列車，最大載客量達到3560人，被稱為“史上最能裝”的地鐵列車。16号線列車将由北車長客股份提供。
車輛基地
16号線擁有2座車輛基地：榆樹莊停車場和北安河車輛段。
榆樹莊停車場位于鐵路豐台西編組站以東，北側緊鄰鐵路規劃動車段，随16号線南段建成；
北安河車輛段位于北安河組團東部，北清路南側，京密引水渠以西，随16号線北段建成。
管理機構
16号線将由北京京港地鐵有限公司負責運營。
2010年11月，在第十四屆京港洽談會上，16号線進行了意向性簽約。2014年11月26日，在北京舉行的第十八屆京港洽談會上，北京市交通委員會代表北京市政府與北京京港地鐵有限公司及其三方股東簽署了《北京地鐵十六号線項目意向書》。2015年2月8日，北京市交通委員會代表北京市政府與北京京港地鐵有限公司草簽了《北京地鐵十六号線項目特許協議》（簡稱《特許協議》）。按照《特許協議》，京港地鐵采用PPP模式參與16号線的投資、建設和運營，并獲得16号線30年的運營權。
建設意義
16号線是城市西部南北方向的幹線，沿線主要服務西北三環地區、三裡河行政辦公區、麗澤商務區、豐台火車站、豐台科技園區等重要城市功能區，可有效緩解中心城交通壓力，促進豐台麗澤地區的發展建設，優化城市功能布局。
16号線在服務于中心城中心地區的同時，加強了海澱山後區與中心城區的聯系，能夠緩解山後地區至中心城區間交通壓力，改善居民出行結構，對促進海澱山後地區的發展發揮重要作用，實現了軌道交通既兼顧交通疏解又引導城市發展的功能。
