西安地铁三号线是我市继地铁一、二号线之后开工建设的第三条地铁线路，也是国家已批复西安地铁建设规划中线路长度最长的一条线。地铁三号线南起规划西安铁路枢纽南客站处的侧坡村，沿规划丈八八路-富裕路-科技路-小寨路-西影路-东二环南延伸线-东二环-北二环东延伸线-东三环-港务西路布设，终止于国际港务区草临路。线路全长50.5km，共设车站30座。先后通过了小寨金融区、大雁塔、金花路商贸区、浐灞生态园区、国际港务区等大型客流集散点和人口集中区。
一期工程线路设计长度39.15公里，设车站26座，其中地下站19座，高架站7座，平均站间距1.585公里。车辆段设在国际港务区，停车场设在鱼化寨。控制中心与在建一、二号线合设于渭河车辆段。车型和编组与一、二号线相同，工程总投资估算188.18亿元。一期工程计划2011年开工建设，2015年底建成通车。
三号线建成通车后将分别与一、二号线在通化门站（金花路）、小寨站形成换乘，组成西安轨道交通线网的主骨架，对缓解城市交通压力，拉大城市骨架，促进沿线土地开发利用和增加客流，提高地铁自身经济效益都具有十分重要的作用。

西安地铁三号线一期工程(鱼化寨-国际港务区)试验段已于2011年5月11日开工建设。车站站名已经西安市政府第14届146次常务会议通过，全部站名如下，并依据国家和省级相关规定，全部采用汉语拼音作为英文站名。
序号 原站名 位置 站名 所在地 英文站名1鱼化寨 富裕路与迎宾路交叉口西侧 鱼化寨 雁塔区YUHUAZHAI 2丈八北路 富裕路与丈八北路交叉口东侧 西辛庄 雁塔区XIXINZHUANG 3延平门 科技路与沣惠路交叉口西侧 延平门 雁塔区YANPINGMEN 4科技路 科技路与高新路交叉口 高新路 雁塔区GAOXINLU 5太白南路 科技路与太白南路交叉口西侧 西斜七路 雁塔区XIXIEQILU 6吉祥村 小寨西路南侧、含光路东侧 吉祥村 雁塔区JIXIANGCUN 7小寨 小寨东路与长安路交叉口东侧 小寨 雁塔区XIAOZHAI 8大雁塔北 小寨东路与雁塔北路交叉口 大雁塔 雁塔区DAYANTA 9北池头 西影路与西延路交叉口东侧 北池头 雁塔区BEICHITOU 10青龙寺 西影路与雁翔路交叉口东侧 青龙寺 雁塔区QINGLONGSI 11建工路 建工路与东二环交叉口东北侧 延兴门 碑林区YANXINGMEN 12咸宁路 东二环与咸宁路交叉口 春明门 新城区CHUNMINGMEN 13韩森寨 东二环与韩森路交叉口东北侧 长乐公园 新城区CHANGLEGONGYUAN 14通化门 东二环与金花路交叉口 通化门 新城区TONGHUAMEN 15胡家庙 东二环与长缨路交叉口西北侧 胡家庙 新城区HUJIAMIAO 16石家街 东二环与含元路交叉口 石家街 新城区SHIJIAJIE 17辛家庙 东北二环立交南侧 辛家庙 未央区XINJIAMIAO 18广运潭大道 广安路与广运潭大道交叉口西侧 广泰门 未央区GUANGTAIMEN 19浐灞 新灞路北侧，环四路东侧 浐灞 灞桥区CHANBA 20香湖湾 灞河以北800m，东三环路西侧 香湖湾 灞桥区XIANGHUWAN 21香北路 规划香北路与黄邓路交叉口西侧 务庄 灞桥区WUZHUANG 22港务南路 港务西路与港务南路交叉口南侧 国际港务区 灞桥区GUOJIGANGWUQU 23下双寨 港务西路与向东路交叉口北侧 双寨 灞桥区SHUANGZHAI 24新筑新城 港务西路与潘骞路交叉口南侧 新筑 灞桥区XINZHU 25国际港务区 港务西路与草临路交叉口 保税区 灞桥区BAOSHUIQU 26港务区车辆段 港务西路以东，郑西铁路主线以北 港务区车辆段 灞桥区GANGWUQU CHELIANGDUAN 27鱼化寨停车场 富裕路以南，沣惠渠以西 鱼化寨停车场 雁塔区YUHUAZHAI TINGCHECHANG
西安地铁三号线(二期)：南丰——鱼化寨
线路将U3西端起点由鱼化寨延伸至南丰，在南丰东和E7换乘，U3全线连接高新区、文教区、曲江新区、东郊工业区、浐灞生态区、国际港务区，U3全长42.5公里。

三号线一期工程（鱼化寨至国际港务区）共设车站26座，其中19座地下车站；7座高架车站，分别为桃花潭站、浐灞中心站、香湖湾站、务庄站、国际港务区站、双寨站、新筑站。三号线建成通车后将分别与一、二号线在通化门站、小寨站形成换乘，组成西安轨道交通线网的主骨架。

西安地铁三号线于11月8日中午12时正式开通试运营。三号线从鱼化寨到国际港务区单程为65分钟，全程票价8元。
地铁三号线是西安市轨道交通线网中西南至东北向骨干线，全线分两期建设，一期工程为鱼化寨至国际港务区段，线路全长39.15公里，其中高架线11.6公里。
线路分别途经国家级西安高新技术产业开发区、雁塔区、西安曲江新区、碑林区、新城区、未央区、西安浐灞生态区、西安国际港务区四个开发区及四个行政区。沿途分布有西安高新技术产业开发区、小寨金融区、大雁塔、金花路商贸区、浐灞生态园区等大型客流集散点，为西安市中心城区东北至西南向主客流走廊。