Le projet fut initialement conçu comme un tracé intégralement souterrain et aérien entre Casa Verde et Vila Maria. Il est abandonné et laisse place à un nouveau projet qui prévoit dans le cadre d'un tracé mixte aérien/souterrain d'utiliser un large couloir ferroviaire au nord-est de la ville pour y faire coexister en faisceaux parallèles trains et métro[2]. La construction débute en 1972.
La ligne est à la fleur-du-sol en sa majorité en Palmeiras-Barra Funda, Bresser-Mooca et entre Belém et Artur Alvim, avec un tronçon aérien entre Belém et Tatuapé. Les autres tronçons aériens sont entre Pedro II et Brás et en Itaquera. Le tronçon centrale est souterrain, entre Marechal Deodoro et Sé. Entre Bresser-Mooca et Belém il y a un tronçon souterrain, sous l'atelier ferroviaire Belém.
Matériel roulant
La ligne 3 - Rouge dispose de 53 rames actuellement en service répartis en 3 flottes. On a 14 Alstom A96 qui sont la flotte G, 16 CAF qui sont la flotte H et 23 rames modernisés par le Consortium MTTrens (T'Trans / MPE / Temoinsa) qui sont les vieux trains Cobrasma de la flotte C.
Ateliers
La ligne 3 - Rouge possède deux ateliers : l'Atelier Itaquera et l'Atelier Belém.