上海地铁4号线（Shanghai Metro Line 4），是中国上海市建成运营的第5条地铁线路，于2005年12月31日开通运营一期工程（大木桥路站至蓝村路站），2007年12月29日开通运营环通段工程，标志色为紫色。

2003年7月1日凌晨，上海地铁4号线董家渡至浦东南路附近越江隧道区间的安全联络通道——旁通道工程施工作业面内，因水和流沙涌入而引起隧道部分结构损坏及周边地区地面沉降，造成三栋建筑物严重倾斜，黄浦江防汛墙局部塌陷并引发管涌，该事故直接造成至少三幢6层以上的大楼在48小时内紧急拆除以及超过1.5亿元的重大经济损失。

2005年10月22日，尚未启用的上海地铁4号线原东方路站进行施工改造，与上海地铁6号线和上海地铁9号线共同建设；同年12月31日，上海地铁4号线形成“C”字路段（大木桥路站至蓝村路站【顺时针方向】）通车运营，车站总数22座，线路总长达到27千米。虹桥路站至宝山路站的9座车站，与已运营的上海地铁3号线“共线运营”。

2006年10月28日，上海地铁4号线原东方路站改造完工，更名为世纪大道站重新开放。

2007年9月21日，上海地铁4号线董家渡段修复工程完成施工，全线贯通。12月22日，上海地铁4号线开始环通调试；12月29日，上海地铁4号线环通段投入运营，上海地铁4号线形成O字形成环运行，全长33.6千米。

2008年6月1日，上海地铁4号线宜山路站、上海火车站站启用公交卡出站换乘。

2009年2月，借调给上海地铁2号线的0421-0428号列车归还上海地铁4号线，上海地铁4号线运能恢复。9月28日，上海地铁4号线调整首末班车时间及间隔，同时内圈首班车由大木桥路站始发改为宜山路站始发。10月11日，上海地铁4号线成为中国国内首条全国“工人先锋号”地铁线路。全线车辆车头处张贴“工人先锋号”标志。

2012年1月23日至28日，上海地铁4号线海伦路站因出现不均衡沉降现象封站大修。

2013年4月，上海地铁3号线、4号线原计划根据国家发改委公布的上海城市轨道交通建设规划调整方案，进行分线改造。2012年申通集团向中国北车集团新订购35列列车、缩短列车间隔的规划不变。截至2021年1月，因分线计划取消，上海地铁4号线26座车站中的9座车站仍与上海地铁3号线29座车站中的9座车站“共线运营”。

2024年9月21日起，上海地铁4号线浦电路站更名为向城路站。

据上海地铁官网显示，上海地铁4号线各站点的车站信息如下表所示（截至2024年9月）：

上海地铁4号线南起徐汇区宜山路站，沿中山西路延伸，折向平行中山南二路西侧，沿上海内环线、中山南路延伸，折向东南方向沿塘桥新路、浦建路延伸，折向东方路，折向世纪大道，沿世纪大道延伸，折向东方路，沿东方路、大连路隧道、大连路延伸，折向周家嘴路，沿临平路、邢家桥南路、虬江路、交通路延伸，穿过西藏北路，沿交通路西段延伸，折向沿上海内环线西北段平行延伸，终点回到徐汇区宜山路站。

据2024年9月上海地铁官网数据，上海地铁4号线各站点首末班车时间如下表所示。

据2024年9月上海地铁官网数据，上海地铁4号线列车运行间隔如下表所示。

2018年3月16日，上海地铁4号线日均客流量84.6万人次；2018年3月16日单日客流量最高达95万人次。

上海地铁4号线轨距1435毫米，采用1500伏直流（高架电线方式）动力电源，最高速度可达80千米/小时，运营速度为75千米/小时。

上海地铁4号线部分站台为和上海地铁3号线共线的共线站台，且共线站台均为高架站台。在上海地铁3/4号线共线的站台候车时，如需乘坐上海地铁4号线，需乘坐紫色带“4”字样列车。

上海地铁4号线所有非共线站台均已安装屏蔽门，所有共线站台均已安装半高安全门。

上海地铁4号线拥有1个停车场，即蒲汇塘停车场。蒲汇塘停车场位于上海市徐汇区吴中路桂林路东侧，宜山路站西南，附近有梦公园，用于上海地铁4号线列车的停放和养护。

注：江杨北路车辆段位于上海江杨北路富锦路东侧，江杨北路站以东，承担上海地铁4号线列车的高级养护工作，该车辆段属于上海地铁3号线。

上海地铁4号线董家渡段修复工程采用了反复冻结法修复黄浦江底时接段塌陷隧道，克服了水平钻孔施工带来喷砂喷水现象，严格控制复杂地层冻结的各种技术参数，采取了强制解冻有效控制融沉保护周边环境。同时，该工程首次在软土地层60米以上施工超深地下连续墙，首次应用全回转钻机进行大面积超深地下复杂障碍物清理施工，在超深基坑底部成功地应用了大深度、大直径高压旋喷桩技术。

上海地铁4号线同时采用由字母S和字母M变形组合成的上海地铁标志圆形的标徽，也采用了上海地铁吉祥物来自未来的小机器人畅畅。

上海地铁4号线是中国首条全国“工人先锋号”地铁线路。该线车辆车头处张贴“工人先锋号”标志，开始时为黄底红字，后改为红底黄字。

上海地铁4号线的环线结构与上海地铁1号线、上海地铁2号线组成“申”字，构筑起上海轨道交通的基本框架，并使得在上海市中心平行通过而不交汇的多条平行线路能通过上海地铁4号线进行过渡换乘，加强了各条线路的连结及换乘的便利性。（中国新闻网 评）

上海地铁4号线在虹桥路站和宝山路站之间共9个站点与上海地铁3号线采取城市轨道交通系统不常见的的“共线营运”方式，有利有弊。虽然节约了不少投资，但同时牺牲了相互之间的运输能力，也提升了自动控制的复杂程度。（腾讯·大申网 评）