按照规划，工程将分二期进行。

轨道交通13号线工程是上海市城市轨道交通路网规划中的一条纵贯中心城区的“西北——东南”轴向的直径线，也是轨道交通路网中的一条重要的主干线。

轨道交通13号线一期工程线路正线全长为全长16.4公里，起点为华江路站，经金沙江西路、金沙江路、长寿路、天目西路、恒丰路、大田路、石门路，到达一期工程终点南京西路站。线路途经上海市嘉定、普陀、闸北、静安4个行政管辖区。

轨道交通13号线一期工程共设14座车站，沿线与1、2、3、7、11、12号线共6条线、5座站换乘，其中三线换乘站2座，两线换乘站3座，全部为地下站，分别是华江路站、金沙江西路站、丰庄站、祁连山南站、真北路站、大渡河路站、金沙江路站(与3号线换乘)、隆德路站(与11号线换乘)、武宁路站、长寿路站(与7号线换乘)、江宁路站、汉中路站(与1号线、12号线换乘)、自然博物馆站、南京西路站(与2号线、12号线换乘)。

轨道交通13号线一期工程设北翟路车辆基地1座（与2号线共享），设控制中心1座（与11号线共享）和变电所1座（与11号线共享）。

轨道交通13号线一期工程在2012年建成以后，将与同年建成的11号线北段二期和12号线一起，形成总共13条线、237座车站、总长500公里运营里程的上海轨道交通基本网络，每天可接纳近800万人次，占全市公交出行总量的40%以上，大大方便了市民的交通出行，从而使上海的轨道交通跨入世界先进行列。

二期由南京西路站延伸至罗山路站，现阶段有消息指出计划于2022年开通。