Obecny zarys trasy II linii, później wielokrotnie modyfikowany, został opracowany w początkach projektowania i budowy niedawno ukończonej I linii metra. Według śmiałych koncepcji z lat 80., wobec planów budowy nowych osiedli mieszkaniowych, docelowa sieć warszawskiego metra składać się miała z czterech nitek o łącznej długości ok. 105 km.
II linia przebiegać miała z Woli wzdłuż ul. Kasprzaka, Świętokrzyskiej, Targowej, Jagiellońskiej, Modlińskiej do Północnej Dzielnicy Mieszkaniowej (Tarchomin). Rzeczywistość, wynikająca z sytuacji ekonomicznej i transformacji, korygowała te ambitne założenia.Warszawa skoncentrowana była przede wszystkim na kontynuowaniu opóźnionej budowy I linii metra, cierpiącej na chroniczny brak pieniędzy. Mimo tych trudności władze miejskie wciąż myślały o rozbudowie układu trasy kolei podziemnej - o takich planach świadczyły liczne dyskusje i zmiany przebiegu linii. Takie działania służyły często głównie podtrzymywaniu tematu, a zarazem odwlekaniu odważnej decyzji o faktycznym losie inwestycji.
Wstąpienie Polski do Unii Europejskiej stworzyło nową perspektywę. Pojawiła się realna możliwość sfinansowania ze środków zewnętrznych inwestycji, którą z wielkim trudem udźwignąłby sam budżet miasta, pozbawiony pewnego wsparcia. Wiążąca decyzja o przebiegu trasy II linii, w tym centralnego odcinka, została podjęta - po trzech latach dyskusji i spowolnienia przygotowań - na początku 2006 r. Umożliwiło to przygotowanie przetargu i wniosków o środki unijne.
Pod koniec 2006 r. gotowy był wstępny raport, studium wykonalności. We wrześniu 2007 r. zaprezentowany został uproszczony Wielobranżowy Projekt Koncepcyjny (pełna wersja została zaprezentowana w styczniu 2008 r.) przygotowany przez Metroprojekt i AMC Chołdzyński, będący podstawą późniejszego projektu budowlanego.
Jeszcze w październiku 2008 r. ogłoszony został pierwszy przetarg na projekt i budowę centralnego odcinka. Jednocześnie II linia - jej centralny odcinek oraz skrajne: wschodni na Bródno i zachodni na Jelonki - została wpisana na listę projektów indywidualnych, przygotowaną przez Ministerstwo Rozwoju Regionalnego, dla unijnego Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko. Ostatecznie, w związku ze wzrostem przewidzianych kosztów i możliwym opóźnieniem realizacji skrajnych odcinków, wszystkie środki zostały przepisane na centralny odcinek.