16号线线路全长49.47公里。
16号线北段作为首通段，已于2016年12月31日开通，共设10座车站。自南至北分别是西苑站、农大南路站、马连洼站、西北旺站、永丰南站、永丰站、屯佃站、稻香湖路站、温阳路站、北安河站，其中农大南路站于2017年12月30日开通。
16号线中段已于2020年12月31日开通并与北段贯通，共设7座车站。自北向南分别是万泉河桥站、苏州街站、苏州桥站、万寿寺站、国家图书馆站、二里沟站和甘家口站，其中二里沟站于2023年3月18日开通，苏州街站于2023年12月30日开通。
2021年12月31日，16号线玉渊潭东门站开通。
16号线南段已于2022年12月31日开通，并与北段、中段贯通，共设10座车站。自北向南分别为木樨地站、达官营站、红莲南路站、丽泽商务区站、东管头南站、丰台站、丰台南路站、富丰桥站、看丹站、榆树庄站，其中丽泽商务区站于2025年1月19日开通。
2023年12月30日，16号线剩余段（洪泰庄站、宛平城站）及苏州街站开通。自此，16号线实现贯通运营。