История Омского метро началась в 1970 г., когда Совет Министров РСФСР утвердил своим постановлением строительство в Омске линии скоростного трамвая. Начало 70-х годов для развития городского транспорта в СССР ознаменовалось всплеском интереса к трамваю с увеличенной (свыше 24 км/ч) маршрутной скоростью. Так в этом же 1970 г. было утверждено строительство скоростного трамвая в Волгограде, годом позже – в Ереване, в 1972 г. проект был разработан для Кривого Рога.

В 1979 г. население Омска превысило 1 млн человек – рубеж, после преодоления которого для города могли утвердить проект строительства тяжёлого метро, и в этом же году Советом технико-экономической экспертизы Госплана РСФСР и Постановлением экспертной комиссии Госплана СССР №23 «Об экспертизе Комплексной схемы всех видов городского пассажирского транспорта г. Омска» были отвергнуты варианты строительства сети скоростного трамвая, как не обеспечивающие решение главной задачи – освоение расчетных пассажиропотоков с соблюдением нормативного уровня комфортности поездок, и одобрена генеральная схема развития линий омского метрополитена, разработанная московским институтом «Гипрокоммундортранс».

В марте 1981 г. в соответствии с решением исполнительного комитета Омского городского совета народных депутатов, специалисты ОАО «ОмскТИСИЗ» начали комплекс изыскательских работ по технико-экономическому обоснованию первой очереди первой линии Омского метрополитена. В этом же году московский институт «Метрогипротранс» разработал технико-экономическое обоснование строительства, а в 1982 г. подготовил обосновывающие материалы строительства метрополитена в Омске в составе схемы развития и размещения метрополитенов до 2000 г.

Несмотря на имеющееся обоснование, при подготовке в 1984 г. XII пятилетнего плана экономического и социального развития СССР строительство метро в Омске запланировано не было. Результатом стало письмо первого секретаря Омского обкома КПСС Сергея Иосифовича Манякина тогдашнему генеральному секретарю ЦК КПСС К. У. Черненко, в котором он красноречиво мотивировал необходимость строительства метро в Омске тем, что «трудящиеся на работу добираются до полутора часов, в условиях суровой сибирской зимы перемерзают, болеют». В итоге, в Москве вошли в положение, и строительство Омского метро было включено в планы XII Пятилетки на 1986–1990 гг.

В 1986 году Госстрой и Госплан СССР утвердили технико-экономическое обоснование строительства первой очереди метрополитена – Октябрьской линии от ст. «Машиностроителей» в районе Рабочих улиц на юго-востоке города (сейчас – «Рабочая») до ст. «Левобережная» (сейчас – «Заречная») в левобережной части, с электродепо за ст. «Машиностроителей». В этом же году Госплан СССР уведомил Омский облисполком об открытии финансирования работ. Проект метрополитена был создан институтом «Новосибметропроект». Главный инженер проекта – Юрий Георгиевич Самочернов. Всего по проекту должна была быть создана сеть метрополитена из трёх линий: Октябрьской, из района Рабочей слободки в Левобережье, Первомайской, идущей с юга, из района Порт-Артур на север, в Городок Нефтяников, и Кировской – из района перспективной застройки в Чукреевке до Амурского посёлка на северо-востоке города.

Первая линия Омского метрополитена протяжённостью 12,3 км должна была насчитывать 8 станций: «Машиностроителей» (вариант названия – «Кировская»), «Туполевская», «Октябрьская», «Парк 30 лет ВЛКСМ», «Куйбышевская», «Маршала Жукова», «Улица Фрунзе», «Левобережная». Все станции предполагались мелкого заложения с платформами стандартной длины 102 м (под пятивагонные составы), «Маршала Жукова» – с береговыми платформами и одним наземным вестибюлем, остальные – с островными платформами и двумя подземными вестибюлями, совмещёнными с подуличными переходами. Конструктивно станции были представлены трёх типов: «Машиностроителей», «Октябрьская», «Куйбышевская», «Улица Фрунзе» – колонные из сборного железобетона с монолитным перекрытием, «Туполевская». «Парк 30 лет ВЛКСМ», «Левобережная» – односводчатые с пологим сводом из монолитного железобетона, «Маршала Жукова» – индивидуальной проектировки из сборного железобетона с перекрытием среднего пролёта автодорожными типовыми строениями. При этом станция «Улица Фрунзе» – пересадочная на Первомайскую линию – должна была вмещать две островные платформы и четыре пути, аналогично ст. «Московская» Нижегородского метрополитена. На линии также предполагалось строительство двух мостов: через реку Омь и совмещённого авто-метромоста через Иртыш. Расчётный суточный пассажиропоток после пуска линии в 1996 г. должен был составить 190,5 тыс. человек (69,6 млн чел. в год).

13 февраля 1989 г. Исполком Омского городского совета народных депутатов согласовал проект строительства первой линии. Строительные работы должны были начаться в январе 1990 г. на ст. «Машиностроителей» и перегоне «Машиностроителей» – «Туполевская», а завершиться в мае 1997 г. Но тяжелейший экономический кризис рубежа 90-х годов не мог не повлиять на ход работ: в 1989 г. постановлением Совмина СССР № 495 подготовительные работы были приостановлены, а штаб строительства упразднён. После перехода власти от союзных органов к республиканским в конце 1991 г. по поручению Совмина РФ работы возобновились: в 1992 г. была создана Дирекция строящегося метрополитена, 16 февраля 1993 г. постановлением Госстроя РФ № 18-3 утверждён проект первой очереди первой линии Омского метро от ст. «Маршала Жукова» до ст. «Рабочая» протяжённостью 6,76 км, и долгожданное строительство началось. 24 февраля 1993 г. была забита первая свая на опоре будущего метромоста через Иртыш, в октябре 1993 г. вынут первый ковш грунта на монтажной камере, а в августе 1994 г. – первый ковш грунта на ст. «Рабочая» (бывшая «Машиностроителей»). В октябре 1996 г. начались работы на ст. «Туполевская».

Развал промышленности в середине 90-х годов значительно изменил внутригородские пассажиропотоки: массовый подвоз жителей к заводам стал куда менее востребованным. В 1997 г. московский институт «Метрогипротранс» определил новый пусковой участок первой линии метрополитена от станции «Красный путь» на пересечении одноимённой улицы с ул. Фрунзе до станции «Автовокзал» протяжённостью 7 км с 4-мя станциями: «Красный путь», «Заречная» (бывшая «Левобережная»), «Бульвар архитекторов» и «Автовокзал», инженерным корпусом, совмещённым авто-метромостом через Иртыш и электродепо. Ключевым объёктом стройки стал метромост. 28 декабря 2000 г. вышел указ № 46 Губернатора Омской области Л. К. Полежаева «О мерах по завершению строительства совмещённого мостового перехода через р. Иртыш в створе ул. Фрунзе», и с 2001 г. работы по возведению метромоста активизировались. В то же время, строительство перегонных тоннелей на левом берегу не начиналось, так как единственный тоннелепроходческий комплекс КТ-5,6 Б2 стоял в недостроенном тоннеле перегона «Туполевская» – «Рабочая». Наконец, 23 октября 2003 г. проходка первого перегонного тоннеля завершилась, и тоннелепроходческий комплекс освободился для работ на новом участке. В течение последующих двух лет производилась частичная достройка с консервацией готовой части ст. «Туполевская», после чего фронт работ окончательно переместился на левый берег.

16 февраля 2005 г. с помощью ТПМК КТ-5,6 Б2 началась проходка 390-метрового тоннеля от рамповой части метромоста до будущей ст. «Заречная». 10 сентября 2005 г. указом губернатора Леонида Полежаева три из четырёх станций пускового участка получили новые названия. Станция «Красный путь» стала называться «Библиотека имени А. С. Пушкина», ст. «Бульвар архитекторов» получила название «Кристалл», станции «Автовокзал» присвоено название «Соборная». 18 октября 2005 г. открылось автомобильное движение по метромосту, получившему имя «60-летия Победы», под автомобильным полотном которого в закрытых коробах проходят два пути метро.

25 мая 2007 г. с помощью того же ТПМК КТ-5,6 из монтажной камеры на будущей ст. «Кристалл» началась проходка левого перегонного тоннеля в сторону ст. «Заречная». Щит, в итоге, прошёл 888 м до того, как был затоплен в результате аварийного разрыва 700-миллиметрового водовода Омскводоканала, случившегося 27 мая 2008 г. В результате аварии никто не пострадал, но щит был полностью выведен из строя, и проходка была остановлена.

В течение всего 2008 г. велось активное сооружение конструкций ст. «Библиотека им. Пушкина». Основные работы на прилегающем к вестибюлю № 2 участке и в самом вестибюле были закончены в сентябре. Однако после начавшегося в конце 2008 г. экономического кризиса работы по строительству метро были остановлены.

В ноябре 2010 г. генподрядчик строительства Омского метро НПО «Мостовик» представило концепцию строительства облегчённого метро с сокращением длины платформ станций со 102 до 60 м, отказом от вторых вестибюлей, внедрением автоведения поездов без участия машинистов. Также было предложено включить в пусковой участок помимо имеющихся 5 станций («Библиотека им. Пушкина», «Заречная», «Кристалл», «Соборная» и «Рокоссовского») шестую станцию – «Торговый центр», проектируемую в двухэтажном исполнении для будущей пересадки на Вторую линию.

Проходка перегонных тоннелей была возобновлена лишь в 2011 г. Так 24 июня 2011 г. началась и 6 августа 2012 г. закончилась проходка правого перегонного тоннеля от ст. «Кристалл» до ст. «Заречная», которая велась с помощью нового ТПМК Lovat RME238SE Омь. Щит был развёрнут в котловане «Заречной», после чего 8 октября 2012 г. началась проходка оставшегося участка левого перегонного тоннеля в сторону ст. «Кристалл». 1 февраля 2013 г. ТПМК закончил проходку, дойдя до места аварии, выведшей из строя КТ-5,6. Первоначально планировалось перевезти щит на площадку ст. «Кристалл» и начать проходку в сторону ст. «Проспект Рокоссовского», однако вместо этого щит был в срочном порядке демонтирован и отправлен в Москву, где уже 24 апреля 2013 г. начал проходку левого перегонного тоннеля от ст. «Ходынское поле» к ст. «Петровский парк».

В 2014 г. работы были в очередной раз остановлены. К концу года было объявлено о консервации строительства на неопределённый срок.