2015年11月28日，京港地铁与北京市政府正式签署《北京地铁十六号线项目特许协议》。按照《特许协议》，京港地铁以PPP模式参与投资、建设并负责运营北京地铁16号线，特许经营期限为30年。16号线工程分为A、B两部分，其中北京市政府负责A部分（洞体、车站结构等）的投资和建设，京港地铁投资145亿元人民币，负责投资、建设北京地铁16号线项目B部分（车辆、信号、自动售检票机等）。

16号线是北京市轨道交通路网中一条南北向骨干线路，北起六环外北安河，南至宛平，途经海淀区、西城区、丰台区，服务于海淀山后、三里河行政中心区、丰台火车站、丽泽商务区、丰台科技园区等重要城市功能区。线路全长48.9公里，全部为地下线，共设30座车站，其中换乘车站12座。16号线是北京市轨道交通路网中首条使用8A编组列车的线路。

2016年12月31日，16号线北段（北安河站至西苑站）开通，共设车站10座，其中农大南路站于2017年12月30日开通。

2020年12月31日，16号线中段（西苑站至甘家口站）开通并与16号线北段（北安河站至西苑站）贯通。16号线中段共设车站7座，其中二里沟站于2023年3月18日开通。

2021年12月31日，16号线玉渊潭东门站开通。

2022年12月31日，16号线南段（木樨地站至榆树庄站）开通并与16号线北段（北安河站至西苑站）、16号线中段（西苑站至玉渊潭东门站）贯通。16号线南段共设车站10座，其中丽泽商务区站暂缓开通。

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。