2016年3月12日上午10点整，随着“开拓31号”盾构机刀盘缓缓地破土而出，由中铁一局城轨公司承建的地铁四号线李家村～五路口站区间左线盾构区间实现贯通，这是地铁四号线首个盾构区间贯通的标段。
地铁四号线南起航天产业基地，北至北客站。全长约为35.2公里，共设车站29 座，全部为地下线路。线路先后通过了雁塔区、碑林区、新城区以及未央区4 个行政区，联通了航天产业基地、曲江新区及经开区。途经大型客流集散点有火车站、大雁塔、北客站，线路由南向北沿航天南路、神舟四路、芙蓉西路、雁塔北路、和平路、解放路、太华路、凤城八路，明光路布设，是国家发改委批复《西安市轨道交通近期建设规划（2012～2018年）》中的一条骨干线路。
地铁四号线试验段-3标工程包含：李家村车站、李家村站～和平门站～大差市站～五路口站区间3个盾构区间及四、五号线联络线，共一站三区间加一条联络线。李家村至五路口区间单线长为2.309千米，左线盾构于2014年6月27日在李家村站内始发，沿雁塔北路向北掘进，共经历4次始发，4次到达。
施工掘进过程中，盾构机先后克服了下穿和平门护城河拱桥、城墙及地面建筑物等高风险、高技术的施工难题。针对这些难点，项目部成立了盾构施工技术攻关小组，超前策划，科学组织，合理调配各方资源，制订科学、严谨、高效的盾构施工技术方案，采取支护加固、增加地面沉降监测等技术保证措施，并根据地质情况不断完善优化施工方案，从而确保了李家村至五路口站左线盾构区间顺利贯通。
目前，地铁四号线全线29座车站已全部围挡开工，其中20座车站已封顶，5座车站正在进行主体结构施工，大唐芙蓉园站及航天新城站进行土方开挖，火车站站及大明宫北站进行围护结构施工；13处地裂缝暗挖段已全部动工，累计完成初支6590米，占设计总量的75%；盾构区间累计掘进10870米，占设计总量的24%。
地铁四号线施工难点 “机器人”监测二号线地面沉降
2015年12月30日，西安地铁四号线行政中心站主体结构顺利封顶，这是西安地铁首次实现在建车站“十字”穿越已运营地铁线路。行政中心站是目前在建的最大换乘站，也是西安地铁建设8年来最宽的站点，因跨度宽、长度短、埋深大，施工难度在西安地铁所有车站施工中最为艰巨。行政中心站属于砂性土质，距离渭河较近，地下水汇集速度很快，施工过程中降水如果处理不当，极易发生涌砂涌水，引起地面沉降，影响二号线运营安全。四号线行政中心站设计采用两端对称，缓慢接入既有运营二号线方案，车站主体在二号线东西两侧被分成两个独立的深基坑进行施工，施工难度较一般标准车站大幅增加。施工方动用两个“机器人”，每天24小时站在地下，监测二号线轨行区的结构位移和地面沉降，每几分钟便可传送一组数据，一旦数据超标立即报警。加上人工监测，仅监测点就超过300个，既达到无水作业，又确保了二号线的正常运营。