Legătura cu Magistrala 4 de metrou existentă se va realiza în stația Gara de Nord 2, prin prelungirea axelor căilor Liniei 1 și Liniei 2. Traseul planificat este următorul:
- După stația Gara de Nord 2, traseul va urma ampriza străzii Gării de Nord, apoi va continua pe străzile Berzei și Vasile Pârvan (unde se va realiza conexiunea cu Magistrala 5 de metrou propusă).
- În continuare, traseul va subtraversa râul Dâmbovița și Magistralele 1 și 3 de metrou, va trece pe sub străzile Bogdan Petriceicu Hașdeu și Izvor, respectiv pe sub Calea 13 Septembrie.
- Ulterior, va intra pe bulevardul Tudor Vladimirescu, apoi va continua către zona Pieței Chirigiu (unde va exista o legătură cu Magistrala 7 de metrou propusă).
- Mai departe, va urma strada Odoarei și șoseaua Viilor, până la intersecția cu Calea Șerban Vodă și șoseaua Olteniței (unde se poate face conexiunea cu Magistrala 2).
- Continuând pe șoseaua Giurgiului, va intersecta străzile Toporași și Ghimpați (unde se va realiza legătura cu Magistrala Inelară de metrou propusă), apoi va continua pe șoseaua Giurgiului până la Gara CFR Progresul, unde va fi amplasată ultima stație.
Traseul va include un total de 14 stații: Gara de Nord 2, Ştirbei Vodă, Bogdan Petriceicu Haşdeu, Uranus, George Rozorea, Chirigiu, Filaret, Eroii Revoluţiei 2, George Bacovia, Toporaşi, Nicolae Cajal, Luică, Giurgiului, și Progresul.
Astfel, trenurile de metrou vor pleca de la Gara de Nord, vor urma traseul pe strada Gării de Nord, vor traversa intersecția cu strada Berzei, vor continua pe strada Vasile Pârvan, apoi pe strada Bogdan Petriceicu Hașdeu, vor trece pe lângă Hotelul Marriott, vor continua pe Calea 13 Septembrie, apoi pe bulevardul Tudor Vladimirescu și pe șoseaua Viilor. Vor ajunge în intersecția de la Eroii Revoluției, vor continua pe șoseaua Giurgiului, iar la intersecția cu strada Bercenarului vor urma strada care duce către Gara Progresul și vor ajunge la ultima stație în fața Gării Progresul. De aici, trenurile se vor retrage într-un depou nou și modern, care va fi deservit de o parcare park&ride.