说到3号线，就要从1965年的“一环两线”方案讲起。

所谓“一环”，就是指沿北京内城城墙修建的环线，而“两线”分别是东郊热电厂经北京站与环线连接，然后出复兴门经公主坟到石景山的线路；以及从西直门到颐和园线路。

在这个方案中，已经给3号线预留了位置。规划中的3号线非常长，西起香山，东至首都机场，同时起到西北、东北郊区放射线和城内北部东西干线的作用。所经过的重点地区包括西山，海淀科教区，内城北部，农展馆，酒仙桥工业区和首都机场。

北京市政府原计划在1、2号线修建完成之后，按西-东-中的顺序修建3号线，但由于种种原因，“一环两线”的二期工程，也就是复兴门-西直门-东直门-建国门的马蹄形半环，直到上世纪80年代初才彻底建成。

此时，一期工程已经不堪重负，为了缓解地铁客运压力，在隧道专家王梦恕的主持下，长安街地铁东延工程，也就是“复八线”开始实施。因此，3号线修建计划只好后延。

然而，由于宏观经济和财政原因，“复八线”一直拖到1997年才竣工，而这一年我国经济建设的主基调已经变成了“扩大内需”。在此背景下，北京市更倾向于上马建设周期短、投产快的工程，所以选择优先建设两条以地面线为主的地铁线路，分别是13号线和八通线。

在这次调整中，原计划由3号线承担的连接市中心和首都机场的任务，改由13号线承担。而3号线的西段也大幅调整，把由白石桥向北去往中关村、颐和园的线路划给了4号线。中段穿过酒仙桥和望京的线路，则被新增的14号线夺去。

就这样，在短短几年时间里，3号线原本规划的重要区段，都被别的线路分走了，它仅剩的唯一功能，就是经过二环内的一条东西向干线。

但由于同样是二环内东西干线的6号线，经过北京CBD的北部，以及北京城市总体规划确定重点开发的通州新城，所以先修6号线再修3号线就成了一件顺理成章的事情。

修建3号线的事再次提上日程，已经是2013年了。然而，命途多舛的3号线，又面临着地下文物保护的问题，一再调整修建方案。最终，北京市政府决定采取分期建设的方案，2016年开工的3号线一期工程，只建设相对紧迫的东四十条以东区段，至于需求较低中段和西段，再次被搁置起来。

3号线在这一阶段未能实施的主要原因是，沿线重要的功能区（西段三山五园旅游区、中关村科学城、西外大街，以及东段酒仙桥、望京、首都机场）在1999和2002两次规划调整中被置换给了其他线路，而获得的平安大街沿线相对于周边功能区来说，优先级要低得多。

和同方向相近的6号线相比，西段可能3号线略占优势，但东段3号线只有东坝（当时东坝也是规划远期实施），6号线则有CBD和通州新城两个重量级影响因素，作为决策者一定是会选择6号线而舍弃3号线的，所以3号线才会尘封。