13号线的由来是这么个渊源：
当年北京轨道的20世纪90年代前的版本规划中，只规划了12条地铁线路。而北京到了20世纪90年代末，想继续大力发展北部，将城区人口逐渐转移到京城北部，在这种形式下，提出了城市铁路的设想。最初计划是要利用国铁的改造，由铁道部运营城市铁路。但最后相关部门与铁道部的合作协议没有谈下来，因此，最终城市铁路的设想没有实现（这也是所谓“城铁”俗称的由来）。只是在沿着国铁修建了今天的地铁13号线。而这么修建，同时也省下了一大比的拆迁费。40余公里共计花费65亿元，算是最近地铁史上预算最低的线路了。
而13号线目前，从西直门到北苑向东的一段，都是沿着国铁左侧修建。而与京承高速平行向南一直到柳芳一段，以前旧址也是国铁的望和支线，但后来铁路废弃，拆除同时开建地铁13号线。
关于地铁13号线的设计，分一条主线（西直门-东直门）和两条支线组成。其中一条支线由知春里分出向北，经圆明园、颐和园到厢红旗，另一条从望京西分出，经望京东等站到首都机场（这也是为何望京西两侧有预留轨道的原因），另外最初还预留了学院南路、北四环西站、清华东路、建材城东路、来广营、北四环东站等几站。但因为一些原因，两条支线的计划废置，预留车站的修建还未提上日程。