แนวคิดในการพัฒนาแผนแม่บท มีขึ้นตั้งแต่ปี พ.ศ. 2515 โดยรัฐบาลไทยได้ขอความร่วมมือไปยังรัฐบาลเยอรมนีในการพัฒนาโครงข่ายระบบขนส่งมวลชนร่วมกัน ซึ่งต่อมาคณะรัฐมนตรีได้มีมติอนุมัติให้มีการศึกษา ผลักดัน และสนับสนุนการจัดทำแผนแม่บทอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี พ.ศ. 2537 โดยมีลำดับการพัฒนาแผนแม่บทดังต่อไปนี้

พ.ศ. 2537 : แผนแม่บทระบบขนส่งมวลชนกรุงเทพมหานคร (MTMP)

ในวันที่ 27 กันยายน พ.ศ. 2537 คณะรัฐมนตรีได้อนุมัติแผนแม่บทระบบขนส่งมวลชนกรุงเทพมหานคร และกำหนดให้มีการพัฒนาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2538 ถึง พ.ศ. 2554 แผนแม่บทฉบับนี้มีระบบขนส่งมวลชนที่รอการพัฒนาทั้งหมดสามโครงการคือ รถไฟฟ้าธนายง (สายสีเขียว) ตอน 1 และ ตอน 2 รถไฟฟ้าสายสีน้ำเงิน ตอน 1 และโครงการระบบขนส่งมวลชนทางรถไฟยกระดับในกรุงเทพมหานคร (สายสีแดง) พร้อมส่วนต่อขยายและสายทางใหม่ ระยะทางรวม 135 กิโลเมตร แบ่งการดำเนินการออกเป็นสองระยะ ดังนี้

• ระยะที่ 1 (พ.ศ. 2538 – พ.ศ. 2544) ประกอบด้วย รถไฟฟ้าสายสีน้ำเงินส่วนต่อขยายทิศตะวันตกเฉียงเหนือและส่วนต่อขยายทิศตะวันตก รถไฟฟ้าสายสีเขียวส่วนต่อขยายทิศเหนือ ส่วนต่อขยายทิศตะวันตกเฉียงใต้ และส่วนต่อขยายทิศตะวันออก และโครงการรถไฟฟ้าสายสีส้ม ช่วงตะวันออก-ตะวันตก และช่วงเหนือ-ใต้ รวมระยะทางทั้งหมด 71.4 กิโลเมตร
• ระยะที่ 2 (พ.ศ. 2544 – พ.ศ. 2554) ประกอบด้วย รถไฟฟ้าสายสีม่วงตอน 1 และตอน 2 รถไฟฟ้าสายสีแดงส่วนต่อขยายด้านตะวันออก ส่วนต่อขยายตะวันออก-ตะวันตก และรถไฟฟ้าสายสีส้มส่วนต่อขยายตะวันออกและส่วนต่อขยายตะวันออกเฉียงใต้ รวมระยะทางทั้งหมด 63.6 กิโลเมตร

ต่อมาในปี พ.ศ. 2539 สจร. (สนข. ในปัจจุบัน) ได้มีการนำแผนแม่บทฉบับนี้ไปปรับปรุงเพิ่มเติมจนเป็นโครงการศึกษาและออกแบบเพื่อนำแผนแม่บทไปสู่การปฏิบัติ (CTMP) พร้อมกับขยายเส้นทางเพิ่มเติมออกไปอีกเป็น 178.9 กิโลเมตร และในปีเดียวกันได้มีการพิจารณาเพิ่มเติมโครงการระบบขนส่งมวลชนขนาดรองทั้งรถไฟฟ้าโมโนเรล และรถไฟฟ้าขนาดเบา เพื่อเสริมให้กรุงเทพมหานครเป็นมหานครแห่งการขนส่งทางราง ด้วยโครงการระบบขนส่งมวลชนทั้งหมด 11 โครงการ ระยะรวม 206 กิโลเมตร ดังต่อไปนี้

1. รถไฟฟ้าสายสีแดง ระยะทาง 44.8 กิโลเมตร แบ่งออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่
   • R-1 ระยะทาง 14.3 กิโลเมตร ต่อขยายทางทิศตะวันตก ประกอบด้วยช่วงยมราช-บางกอกน้อย-ตลิ่งชัน และตลิ่งชัน-วงแหวนรอบนอก
   • R-2 ระยะทาง 16.9 กิโลเมตร ต่อขยายทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ ประกอบด้วยช่วงหัวลำโพง-วงเวียนใหญ่-โพธิ์นิมิตร และโพธิ์นิมิตร-วงแหวนรอบนอก
   • R-3 ระยะทาง 13.6 กิโลเมตร ต่อขยายทางทิศตะวันออก ประกอบด้วยช่วงหัวหมาก-ท่าอากาศยานสุวรรณภูมิด้านเหนือ
2. รถไฟฟ้าสายสีเขียว ระยะทาง 33.4 กิโลเมตร แบ่งออกเป็น 4 ส่วน ได้แก่
   • G-1 ระยะทาง 21.4 กิโลเมตร ต่อขยายทางทิศตะวันออก ประกอบด้วยช่วงอ่อนนุช-ท่าอากาศยานสุวรรณภูมิด้านใต้
   • G-2 ระยะทาง 3.4 กิโลเมตร ต่อขยายทางทิศเหนือ ประกอบด้วยช่วงหมอชิต-รัชโยธิน
   • G-3 ระยะทาง 2.7 กิโลเมตร ต่อขยายทางทิศตะวันตก ประกอบด้วยช่วงสาทร-วงเวียนใหญ่
   • G-4 ระยะทาง 5.9 กิโลเมตร ต่อขยายทางทิศตะวันออก ประกอบด้วยช่วงบางนา-สำโรง
3. รถไฟฟ้าสายสีน้ำเงิน ระยะทาง 24 กิโลเมตร แบ่งออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่
   • B-1 ระยะทาง 11 กิโลเมตร ต่อขยายทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ประกอบด้วยช่วงบางซื่อ-สะพานพระนั่งเกล้า
   • B-2 ระยะทาง 13 กิโลเมตร ต่อขยายทางทิศตะวันตกเฉียงใต้ ประกอบด้วยช่วงหัวลำโพง-บางกอกใหญ่-บางแค
4. รถไฟฟ้าสายสีส้ม ระยะทาง 55 กิโลเมตร แบ่งออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่
   • ON (ส่วนเหนือ) ระยะทาง 20.9 กิโลเมตร ประกอบด้วยช่วงบางกะปิ-ผ่านฟ้า
   • OS (ส่วนใต้) ระยะทาง 22.8 กิโลเมตร ประกอบด้วยช่วงผ่านฟ้า-ราษฎร์บูรณะ-สำโรงใต้
   • OE (ส่วนตะวันออก) ระยะทาง 11.8 กิโลเมตร ประกอบด้วยช่วงบางกะปิ-มีนบุรี
5. รถไฟฟ้าสายสีม่วง ระยะทาง 21.2 กิโลเมตร แบ่งออกเป็นสองส่วน ได้แก่
   • PN (ส่วนเหนือ) ระยะทาง 16 กิโลเมตร ประกอบด้วยช่วงเตาปูน-บางพูด (ปากเกร็ด)
   • PS (ส่วนใต้) ระยะทาง 5.2 กิโลเมตร ประกอบด้วยช่วงเตาปูน-สามเสน (ซังฮี้)
6. โครงการระบบขนส่งมวลชนรอง
   1. ศูนย์ชุมชนบางบัวทอง-ศูนย์ชุมชนตลิ่งชัน (เชื่อมต่อสายสีแดง R-1)
   2. สามแยกบางใหญ่-สะพานพระนั่งเกล้า (เชื่อมต่อสายสีน้ำเงิน B-1)
   3. สะพานพระราม 7-ดาวคะนอง (เชื่อมต่อสายสีส้ม OS)
   4. ราษฎร์บูรณะ-พุทธบูชา (เชื่อมต่อสายสีส้ม OS)
   5. ราษฎร์บูรณะ-บางมด (เชื่อมต่อสายสีส้ม OS)
   6. วงแหวนหัวลำโพง-พระราม 3 (เชื่อมต่อสายสีแดง R-2 สายสีเขียวตอน 2 และสายสีน้ำเงินตอน 1)
   7. สำโรง-ศรีสำโรง (เชื่อมต่อสายสีเขียว G-4 และสายสีส้ม OS)
   8. รัชโยธิน-ศรีเอี่ยม (เชื่อมต่อสายสีเขียว G-2 และ G-1)
   9. รามคำแหง-อ่อนนุช (เชื่อมต่อสายสีเขียวตอน 1 และสายสีส้ม OE)
   10. ปากเกร็ด-มีนบุรี (เชื่อมต่อสายสีม่วง PN สายสีแดงตอน 1 และสายสีส้ม ON)
   11. อ่อนนุช-พัฒนาการ
   12. รัชโยธิน-ศูนย์ชุมชนมีนบุรี
   13. ลำลูกกา-ประชาอุทิศ
   14. วัชรพล-ประชาอุทิศ
   15. นวลจันทร์-บางกะปิ

พ.ศ. 2543 : แผนแม่บทการขนส่งมวลชนระบบรางในกรุงเทพมหานครและพื้นที่ต่อเนื่อง (URMAP)

หลังเหตุการณ์ วิกฤตการณ์การเงินในเอเชีย พ.ศ. 2540 ซึ่งเกิดขึ้นจากการลอยตัวค่าเงินบาทในประเทศไทยจนส่งผลกระทบต่อประเทศรอบข้าง รัฐบาลไทยในสมัยชวลิต ยงใจยุทธ ได้มีแผนการฟื้นฟูเศรษฐกิจในประเทศไทย รวมถึงได้บอกเลิกสัญญาสัมปทานกับบริษัท​ โฮปเวลล์ หลังการดำเนินการไม่เป็นไปตามแผนและหยุดการดำเนินการมาเป็นระยะเวลานาน ในปี พ.ศ. 2541 คณะรัฐมนตรีจึงมีมติให้ สนข. รวมถึงหน่วยงานที่เกี่ยวข้องจัดทำแผนแม่บทการขนส่งมวลชนระบบรางฉบับใหม่เพื่อใช้ทดแทนฉบับเดิม เนื่องมาจากการพัฒนาไม่เป็นไปตามแผน และประเทศอยู่ในระหว่างการฟื้นฟูสภาวะเศรษฐกิจ โดยมีสมมติฐานว่าสภาวะเศรษฐกิจในประเทศไทยจะกลับสู่สภาวะปกติและเริ่มฟื้นตัวทางบวกในปี พ.ศ. 2545 จึงมีแนวคิดในการศึกษาโครงการโดยเน้นการกระจายความเจริญของเมืองจากศูนย์กลางไปยังบริเวณรอบๆ ให้การพัฒนาเมืองกระจายตัวมากขึ้นตามถนนสายหลัก

แผนแม่บทฉบับนี้ได้มีการดัดแปลงเส้นทางหลายโครงการตามแผนแม่บทฉบับเดิม เน้นการกระจายตัวไปยังพื้นที่หลายส่วน ดังต่อไปนี้

• ยกระดับสายสีแดงเดิมขึ้นมาเป็น รถไฟฟ้าชานเมืองสายสีแดง และกำหนดให้เป็นเส้นทางสายหลักสำหรับการเดินทางภายในกรุงเทพมหานคร
• ยกระดับสายสีน้ำเงินขึ้นมาเป็น รถไฟฟ้าวงแหวน โดยเพิ่มช่วงเตาปูน-ท่าพระ ให้เป็นเส้นทางวงแหวนรอบใน และช่วงท่าพระ-คลองเตย ให้กลายเป็นเส้นทางวงแหวนรอบนอก
• รวมเส้นทางระบบขนส่งมวลชนรองช่วงรัชโยธิน-ศรีเอี่ยม และช่วงสำโรง-ศรีสำโรง รวมถึงเพิ่มเส้นทางช่วงศรีเอี่ยม-ศรีสำโรง และยกระดับให้กลายเป็น รถไฟฟ้าสายสีเหลือง โดยแยกช่วงเป็นสองตอนคือตอน 1 ลาดพร้าว-พัฒนาการ และตอน 2 พัฒนาการ-สำโรงใต้
• รวมเส้นทางระบบขนส่งมวลชนรองช่วงลำลูกกา-ประชาอุทิศ เข้ากับ รถไฟฟ้าสายสีเขียว และต่อขยายสายทางเพิ่มอีก 4 ช่วง ได้แก่ส่วนต่อขยายทิศเหนือ ประกอบด้วยช่วงหมอชิต-สะพานใหม่ ช่วงสะพานใหม่-คูคต และช่วงคูคต-ลำลูกกา ส่วนต่อขยายทิศใต้ ประกอบด้วยช่วงอ่อนนุช-แบริ่ง และช่วงแบริ่ง-สมุทรปราการ ส่วนต่อขยายทิศตะวันตก ประกอบด้วยช่วงสนามกีฬาแห่งชาติ-พรานนก และส่วนต่อขยายทิศตะวันตกเฉียงใต้ ประกอบด้วยช่วงสาทร-วงเวียนใหญ่ และช่วงวงเวียนใหญ่-บางหว้า และยกเลิกส่วนต่อขยายจากแผนแม่บทฉบับเดิมทั้งหมด

พ.ศ. 2547 : โครงการแปลงแผนแม่บทการขนส่งมวลชนระบบรางในกรุงเทพมหานครและพื้นที่ต่อเนื่องไปสู่การปฏิบัติ (BMT)

แผนแม่บทฉบับนี้เป็นการแปลงแผนแม่บท URMAP ให้ไปสู่การปฏิบัติจริงบนพื้นฐานของนโยบายภาครัฐฯ ที่กำหนดให้โครงการในระยะที่ 1 ต้องแล้วเสร็จภายใน 6 ปี (พ.ศ. 2547 – พ.ศ. 2552) ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่สภาวะเศรษฐกิจฟื้นฟูจากภาวะเศรษฐกิจตกต่ำดีขึ้น แผนแม่บทฉบับนี้กำหนดให้มีโครงข่ายระบบขนส่งมวลชนในพื้นที่ที่คาดการณ์ว่าจะมีการใช้ที่ดินอย่างต่อเนื่องและเพิ่มมากขึ้นในอนาคต โดยกำหนดให้มีสถานีรถไฟฟ้า 1 สถานีในระยะ 2 กิโลเมตรสำหรับพื้นที่ชั้นใน และในระยะ 1-1.5 กิโลเมตรสำหรับพื้นที่ชั้นนอก เพื่อให้โครงการรถไฟฟ้าเป็นโครงการชี้นำเพื่อให้เกิดการพัฒนาเมืองต่อไป

โครงข่ายที่ถูกนำเสนอในแผนแม่บทฉบับนี้มีทั้งหมด 7 สายทาง ระยะทางรวม 291.2 กิโลเมตร เป็นส่วนที่ก่อสร้างขึ้นใหม่ 247.5 กิโลเมตร และส่วนเดิม 43.7 กิโลเมตร แบ่งลักษณะและสายทางเป็นสามกลุ่มดังนี้

• เส้นทางวงแหวน ประกอบด้วย
  • สายสีน้ำเงิน (วงแหวนรัชดา-จรัญสนิทวงศ์) โดยยกเลิกช่วงท่าพระ-คลองเตยจากแผนแม่บทฉบับเดิม ให้เน้นเพียงแค่วงแหวนรอบใน กำหนดให้ช่วงท่าพระ-บางซื่อเป็นเส้นทางใต้ดิน และช่วงท่าพระ-บางแค และท่าพระ-บางซื่อ เป็นเส้นทางยกระดับ
• เส้นทางแนวรัศมีเหนือ-ใต้ ประกอบด้วย
  • สายสีแดงเข้ม (รังสิต-มหาชัย) กำหนดให้เป็นเส้นทางยกระดับทั้งโครงการ
  • สายสีเขียวเข้ม (สะพานใหม่-บางหว้า) กำหนดให้เป็นเส้นทางยกระดับทั้งโครงการ
  • สายสีม่วง (บางใหญ่-ราษฎร์บูรณะ) เส้นทางสายนี้เกิดขึ้นจากการนำช่วงบางซื่อ-สะพานพระนั่งเกล้า ของรถไฟฟ้าสายสีน้ำเงิน (ส่วนต่อขยาย B-1) และช่วงผ่านฟ้า-ราษฎร์บูรณะ-สำโรงใต้ ของรถไฟฟ้าสายสีส้ม (ช่วง OS) ในแผนแม่บทฉบับเดิมมารวมเข้าด้วยกัน ก่อให้เกิดเส้นทางรถไฟฟ้าในแนวรัศมีเหนือ-ใต้ทางด้านทิศตะวันตกของกรุงเทพมหานคร โดยกำหนดให้ช่วงบางซื่อ-ดาวคะนอง เป็นเส้นทางใต้ดิน และช่วงบางใหญ่-บางซื่อ และช่วงดาวคะนอง-ราษฎร์บูรณะ เป็นเส้นทางยกระดับ
• เส้นทางแนวรัศมีตะวันออก-ตะวันตก ประกอบด้วย
  • สายสีแดงอ่อน (ตลิ่งชัน-สุวรรณภูมิ) กำหนดให้เป็นเส้นทางยกระดับทั้งโครงการ รวมถึงเปลี่ยนแนวเส้นทางให้ไปยึดตามแนวทางรถไฟสายใต้แทนการออกจากสถานียมราชแล้วยึดแนวทางรถไฟสายธนบุรี-ศิริราช
  • สายสีเขียวอ่อน (พรานนก-สมุทรปราการ) กำหนดให้เป็นเส้นทางยกระดับทั้งโครงการ
  • สายสีส้ม (บางบำหรุ-บางกะปิ) เส้นทางสายนี้เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนเส้นทางช่วงปลายด้านทิศตะวันตกให้ไปสิ้นสุดที่สถานีรถไฟบางบำหรุ เพื่อเชื่อมต่อรถไฟฟ้าชานเมืองสายสีแดง กำหนดให้ช่วงบางขุนนนท์-บางกะปิ เป็นเส้นทางใต้ดิน และช่วงบางขุนนนท์-บางบำหรุ เป็นเส้นทางยกระดับ

พ.ศ. 2549 : โครงข่ายรถไฟฟ้าขนส่งมวลชน 10 สายทาง

ในปี พ.ศ. 2549 รัฐบาลได้มีการปรับปรุงแผนแม่บทโครงข่ายระบบขนส่งมวลชนอีกครั้ง โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อขยายแนวเส้นทางจากแผนแม่บทระยะที่ 1 ให้มีความครอบคลุมในพื้นที่กรุงเทพมหานครมากยิ่งขึ้น โดยมีการกำหนดให้เพิ่มเส้นทางใหม่จำนวน 3 สายทาง ดังนี้

• สายสีเหลือง (ลาดพร้าว-ศรีนครินทร์-สำโรง) ระยะทาง 32 กิโลเมตร เส้นทางนี้เคยปรากฏในแผนแม่บท URMAP แต่ถูกนำออกไปเมื่อครั้งปรับปรุงแผนแม่บท BMT
• สายสีชมพู (แคราย-สุวินทวงศ์) ระยะทาง 33 กิโลเมตร เส้นทางนี้เคยปรากฏในแผนแม่บท CTMP แต่ถูกนำออกไปเมื่อครั้งปรับปรุงแผนแม่บท URMAP
• สายสีน้ำตาล (บางกะปิ-มีนบุรี) ระยะทาง 9.5 กิโลเมตร

พ.ศ. 2551 : โครงข่ายระบบขนส่งมวลชนระยะที่หนึ่ง

ในปี พ.ศ. 2551 รัฐบาลได้มีการปรับปรุงแผนแม่บทโครงข่ายระบบขนส่งมวลชนอีกครั้ง โดยเน้นการขยายตัวของเมือง เพิ่มเส้นทางระบบขนส่งมวลชนในพื้นที่ชานเมืองโดยดูจากอัตราการเติบโตของเมืองที่มีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นเรื่อย ๆ ในอนาคต โดยการปรับปรุงก่อให้เกิดเป็นแนวเส้นทางระบบขนส่งมวลชนทั้งหมด 9 สายทาง ระยะทาง 311 กิโลเมตร มีแนวเส้นทางที่ถูกปรับปรุงดังนี้

• สายสีเขียวเข้ม ขยายปลายสายทางจากสะพานใหม่ ให้ไปสิ้นสุดที่ลำลูกกาตามแผนแม่บท BMT พร้อมกับร่างเส้นทางส่วนต่อขยายหนึ่งช่วง คือช่วง กม.25–รังสิต
• สายสีเขียวอ่อน ขยายปลายสายทางจากสมุทรปราการ (บางปิ้ง) ให้ไปสิ้นสุดที่บริเวณบางปู พร้อมกับลดระยะทางในแผนแม่บท BMT จากพรานนกเหลือเพียงยศเส
• สายสีม่วง ขยายปลายสายทางราษฎร์บูรณะให้ไปสิ้นสุดที่บริเวณป้อมประจุล
• สายสีน้ำเงิน ขยายปลายสายทางจากบางแคให้ไปสิ้นสุดที่พุทธมณฑลสาย 4 พร้อมกับร่างเส้นทางส่วนต่อขยายไว้สองช่วง ได้แก่ช่วงลาดพร้าว-บางอ้อ และช่วงท่าพระ–คลองเตย
• แอร์พอร์ต เรล ลิงก์ แยกโครงการออกมาดำเนินการแยกจากสายสีแดงอ่อน
• สายสีแดงอ่อน ลดระยะปลายสายทางจากท่าอากาศยานสุวรรณภูมิเหลือเพียงแค่หัวหมาก
• สายสีเหลือง ยกระดับจากเส้นทางสายรองให้กลายเป็นเส้นทางรถไฟฟ้าวงแหวนรอบนอก แบ่งออกเป็นทั้งหมดสีช่วง ดังนี้
  • ทิศตะวันออกเฉียงใต้ (YA) ได้แก่ช่วงสำโรง-พัฒนาการ เชื่อมต่อกับสายสีเขียวอ่อน แอร์พอร์ต เรล ลิงก์ และสายสีแดงอ่อน
  • ทิศตะวันออกเฉียงเหนือ (YB) ได้แก่ช่วงพัฒนาการ-แคราย เชื่อมต่อกับสายสีแดงอ่อน สายสีสีส้ม สายสีน้ำตาล สายสีเขียวเข้ม และสายสีแดงเข้ม
  • ทิศตะวันตกเฉียงเหนือ (YC) ได้แก่ช่วงแคราย-บางหว้า เชื่อมต่อกับสายสีแดงเข้ม สายสีม่วง สายสีแดงอ่อน สายสีน้ำเงิน และสายสีเขียวเข้ม
  • ทิศตะวันตกเฉียงใต้ (YD) ได้แก่ช่วงบางหว้า-สำโรง เชื่อมต่อกับสายสีเขียวเข้ม สายสีน้ำเงิน สายสีแดงเข้ม สายสีม่วง และสายสีแดงอ่อน

พ.ศ. 2553 : การปรับปรุงโครงข่ายระบบขนส่งมวลชนระยะที่หนึ่ง

ในปี พ.ศ. 2552 รัฐบาลได้มีมติให้มีการศึกษาโครงข่ายระบบขนส่งมวลชนใหม่อีกครั้ง โดยคำนึงถึงการขยายตัวของเมือง การกระจายความเจริญสู่พื้นที่ชานเมืองโดยอาศัยการชี้นำจากโครงการรถไฟฟ้า โดยแผนแม่บทฉบับนี้ได้มีการศึกษาเส้นทางรถไฟฟ้าไว้ทั้งหมด 12 สายทาง ระยะทางรวม 509 กิโลเมตร เป็นโครงข่ายสายหลัก 8 เส้นทาง โครงข่ายสายรอง 4 เส้นทาง ดังต่อไปนี้

• สายสีแดงเข้ม (ธรรมศาสตร์-มหาชัย)
• สายสีแดงอ่อน
  • ศาลายา-หัวหมาก เส้นทางสายนี้เกิดขึ้นจากการขยายปลายสายทางจากตลิ่งชันไปตามแนวทางรถไฟสายใต้เพื่อเข้าสู่ตัวเมืองจังหวัดนครปฐม
  • ตลิ่งชัน-มักกะสัน เส้นทางสายนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการปรับเปลี่ยนเส้นทางสายสีส้มช่วงดินแดง-บางบำหรุ เพื่อให้มีระบบขนส่งมวลชนเชื่อมต่อ จึงได้เพิ่มสายทางช่วงตลิ่งชัน-มักกะสันเพิ่มขึ้นมา
• แอร์พอร์ต เรล ลิงก์ (ดอนเมือง-สุวรรณภูมิ)
• สายสีเขียวเข้ม (ลำลูกกา-บางปู)
• สายสีเขียวอ่อน (ยศเส-บางหว้า)
• สายสีน้ำเงิน (พุทธมณฑล-หัวลำโพง-บางซื่อ-ท่าพระ)
• สายสีม่วง (บางใหญ่-ราษฎร์บูรณะ)
• สายสีส้ม (ตลิ่งชัน-มีนบุรี) เส้นทางสายนี้เกิดขึ้นจากการปรับปรุงเส้นทางช่วงดินแดง-บางบำหรุ เป็นช่วงดินแดง-ตลิ่งชัน โดยให้รถไฟฟ้าวิ่งตามแนวถนนเพชรบุรีตัดใหม่แทน เนื่องจากแนวเส้นทางทับซ้อน และยังได้รวมเอาเส้นทางสายสีน้ำตาล (บางกะปิ-มีนบุรี) เข้าเป็นเส้นเดียวกัน

• สายสีชมพู (แคราย-มีนบุรี)
• สายสีเหลือง (ลาดพร้าว-สำโรง) เส้นทางสายนี้เกิดขึ้นจากการลดระดับของโครงการรถไฟฟ้าวงแหวนรอบนอก เหลือเพียงเส้นทางสายสีเหลืองตามแผนแม่บท 10 สายทาง
• สายสีเทา (วัชรพล-สะพานพระราม 9) เส้นทางสายนี้เกิดขึ้นจากการนำเส้นทางระบบขนส่งมวลชนรอง ช่วงวัชรพล-ประชาอุทิศ ในแผนแม่บท CTMP มาขยายเส้นทางเพิ่มเติมให้ไปสิ้นสุดที่บริเวณสะพานพระราม 9
• สายสีฟ้า (ดินแดง-สาทร) เส้นทางสายนี้เป็นเส้นทางเกิดขึ้นใหม่เพื่อรองรับการเปิดใช้งานศาลาว่าการกรุงเทพมหานครแห่งใหม่ และเพื่อเป็นการเสริมเส้นทางในย่านธุรกิจ

แผนแม่บทฉบับนี้เป็นแผนแม่บทที่มีการนำมาใช้พัฒนาโครงการจริงตั้งแต่ปี พ.ศ. 2554 เป็นต้นมา ปัจจุบันการพัฒนาเสร็จสิ้นไปได้กว่า 70% ของแผนแม่บท แต่อย่างไรก็ตามด้วยระยะเวลาที่ผ่านไปและความไม่เหมาะสมของเส้นทาง จึงได้มีการปรับปรุงแผนแม่บทฉบับนี้อีกครั้ง โดยการปรับปรุงครั้งนี้ได้มีการยกเลิก ปรับปรุง รวมถึงพักการดำเนินการห้าสายทาง ได้แก่ สายสีแดงเข้ม ช่วงตลิ่งชัน-มักกะสัน ให้พักการดำเนินการไม่มีกำหนด แต่ให้ดำเนินการช่วงตลิ่งชัน-ศิริราชแทน แอร์พอร์ต เรล ลิงก์ ให้ยกระดับเป็นรถไฟความเร็วสูง แต่ยังคงเส้นทางช่วงดอนเมือง-พญาไท ตามเดิม สายสีส้มให้ลดระยะสถานีปลายทางเหลือเพียงสถานีบางขุนนนท์ เนื่องจากแนวเส้นทางทับซ้อน สายสีเทาและสายสีฟ้าให้ยกเลิกโครงการเนื่องจากไม่อยู่ในแผนเร่งรัด 4 ปี ทำให้โครงข่ายระบบขนส่งมวลชนในกรุงเทพมหานครและพื้นที่ต่อเนื่องมีโครงข่ายสายทางทั้งหมด 10 สายมาจนถึงปัจจุบัน

พ.ศ. 2561 : โครงข่ายระบบขนส่งมวลชนระยะที่สอง (M-MAP 2)

เพื่อเป็นการรองรับการขยายตัวของเมืองออกสู่เขตปริมณฑลมากขึ้น ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2560 คณะรัฐมนตรีได้มอบหมายให้กระทรวงคมนาคมและสำนักงานนโยบายและแผนการขนส่งและแผนการจราจรดำเนินการศึกษาเส้นทางรถไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอีก 10 สายทาง เพื่อบรรจุลงใน "แผนแม่บทการขนส่งมวลชนระบบรางในเขตกรุงเทพมหานครและพื้นที่ต่อเนื่อง ระยะที่สอง" หรือ M-Map Phase 2 โดยให้ดำเนินการศึกษาร่วมกับองค์การความร่วมมือระหว่างประเทศแห่งญี่ปุ่น หรือไจก้า เพื่อวางแผนสนับสนุนงบประมาณในการลงทุนหากมีความจำเป็นที่จะต้องกู้เงินจากต่างประเทศเพื่อดำเนินโครงการ

โครงข่ายระบบขนส่งมวลชนในระยะที่สอง จะเน้นการพัฒนาเส้นทางสายรองเพื่อรองรับการขยายตัวของเมืองและป้อนผู้โดยสารสู่เส้นทางสายหลักของกรุงเทพมหานครทั้ง 7 เส้นทาง ได้แก่ รถไฟฟ้าบีทีเอส สายสุขุมวิท, สายสีลม, รถไฟฟ้ามหานคร สายเฉลิมรัชมงคล, สายฉลองรัชธรรม, รถไฟฟ้าชานเมือง สายสีแดงอ่อน, สายสีแดงเข้ม และรถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยาน โดยเบื้องต้นสำนักงานนโยบายและแผนการขนส่งและแผนการจราจรได้พิจารณานำเส้นทางที่ยังไม่ได้ดำเนินการ และ/หรือยังอยู่ในระหว่างการศึกษา และ/หรือเป็นแผนงานนอกแผนแม่บท และ/หรือถูกยกเลิกจากแผนแม่บทฉบับเดิม จำนวน 4 สายทางมาบรรจุเป็นเส้นทางนำร่อง รวมถึงการรถไฟฟ้าขนส่งมวลชนแห่งประเทศไทยยังได้เตรียมที่จะเสนอรถไฟฟ้าอีก 8 สายทางเพื่อบรรจุลงในแผนแม่บท ทำให้มีเส้นทางรวมเป็น 11 สายทางในแผนระยะต้น ดังต่อไปนี้

1. รถไฟฟ้าสายสีเทา ช่วงวัชรพล - พระราม 9
2. รถไฟฟ้าสายสีทอง ช่วงสถานีกรุงธนบุรี - ประชาธิปก
3. รถไฟฟ้าสายสีฟ้าอ่อน ช่วงเทพรัตน (บางนา) - ท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ
4. รถไฟฟ้าสายสีเหลือง ส่วนต่อขยายลาดพร้าว - ประชาชื่น
5. รถไฟฟ้าสายสีเหลือง ส่วนต่อขยายสำโรง - ราษฎร์บูรณะ
6. รถไฟฟ้าสายสีน้ำตาล ช่วงแคราย - ลำสาลี
7. รถไฟฟ้าสายสีทอง ช่วงปากเกร็ด - กาญจนาภิเษก
8. รถไฟฟ้าสายสีชมพู ส่วนต่อขยายมีนบุรี - สุวรรณภูมิ
9. รถไฟฟ้าสายสีเงิน ช่วงตลิ่งชัน - ชัยพฤกษ์
10. รถไฟฟ้าสายวงแหวนฯ ช่วงบางใหญ่ - พระราม 2
11. รถไฟฟ้าสายสีม่วง ส่วนต่อขยายบางใหญ่ - บางกรวย

ต่อมาสำนักงานนโยบายและแผนการขนส่งและแผนการจราจรได้เปิดเผยรายละเอียดร่างแผนแม่บทระบบขนส่งมวลชนระยะที่สองที่ผ่านความเห็นชอบร่วมกับไจก้า โดยกำหนดให้มีเส้นทางรถไฟฟ้าสายใหม่จำนวน 5 เส้นทาง 131 กิโลเมตร ทั้งต่อขยายจากเส้นทางเดิมและร่างเป็นเส้นทางสายใหม่ มีจุดมุ่งหมายเพื่อเชื่อมต่อโครงข่ายในส่วนเส้นทางหลักที่ขาดระบบขนส่งมวลชน (Missing Link) รองรับการขยายตัวของเมืองและจังหวัดข้างเคียง และพร้อมรองรับการเชื่อมต่อกับสถานีระบบขนส่งมวลชนหลักทั้งสามแห่งของกรุงเทพมหานครไม่ว่าจะเป็น สถานีกลางบางซื่อ ที่ยกระดับเป็นสถานีรถไฟกลางแห่งใหม่ของกรุงเทพมหานคร, สถานีมักกะสัน ที่ยกระดับเป็นเกตเวย์เชื่อมต่อกับระเบียงเศรษฐกิจภาคตะวันออก (EEC) และสถานีแม่น้ำ ที่จะพัฒนาและยกระดับเป็นจุดเชื่อมต่อที่สำคัญของระบบขนส่งมวลชนในประเทศไทย ซึ่งแต่ละสายทางมีดังต่อไปนี้

1. สายแม่น้ำ - เทพรัตน - สุวรรณภูมิ ระยะทาง 33 กิโลเมตร เป็นเส้นทางที่ปรับเปลี่ยนจากแนวเส้นทางของรถไฟฟ้ารางเบาสายสีฟ้าอ่อน ให้ไปเชื่อมต่อกับรถไฟฟ้าชานเมือง สายสีแดงอ่อน ที่สถานีแม่น้ำ จากเดิมที่กรุงเทพมหานครศึกษาสถานีปลายทางที่บริเวณแยกสรรพาวุธ ด้านหน้าศาลจังหวัดพระโขนง และยกเลิกแผนการขยายเส้นทางแยกไปวัดศรีวารีน้อย ให้แนวเส้นทางเลี้ยวไปสิ้นสุดที่ท่าอากาศยานสุวรรณภูมิ มีจุดประสงค์เพื่อลดความแออัดของรถไฟฟ้าเชื่อมท่าอากาศยานสุวรรณภูมิที่จะเปลี่ยนเป็นรถไฟความเร็วสูง รองรับการขยายตัวของเมืองในฝั่งอำเภอบางพลี จังหวัดสมุทรปราการ และเพิ่มศักยภาพให้กับสถานีแม่น้ำ
2. สายทองหล่อ - รามอินทรา - ลำลูกกา ระยะทาง 30 กิโลเมตร ประกอบด้วยเส้นทางศึกษาเดิมของรถไฟฟ้าสายสีเทาที่ถูกยกเลิกคือช่วงทองหล่อ - วัชรพล ระยะทาง 16 กิโลเมตร และแนวเส้นทางศึกษาเพิ่มเติม ช่วงวัชรพล - ลำลูกกา 14 กิโลเมตร โดยศึกษาให้ขยายปลายทางสายฝั่งวัชรพลไปสิ้นสุดและเชื่อมต่อกับรถไฟฟ้าบีทีเอส สายสุขุมวิทที่ย่านลำลูกกา มีจุดประสงค์เพื่อรองรับการขยายตัวของเมืองในอำเภอลำลูกกา จังหวัดปทุมธานี
3. สายรังสิต - ธัญบุรี ระยะทาง 12 กิโลเมตร เป็นเส้นทางศึกษาใหม่เพื่อเชื่อมต่อรถไฟฟ้าชานเมืองสายสีแดงเข้มเข้าพื้นที่รังสิตและอำเภอธัญบุรี จังหวัดปทุมธานี ซึ่งเป็นที่ตั้งของมหาวิทยาลัยจำนวน 4 แห่ง คือมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี มหาวิทยาลัยกรุงเทพ และมหาวิทยาลัยรังสิต
4. สายบรมราชชนนี - หลักสี่ ระยะทาง 30 กิโลเมตร เป็นเส้นทางศึกษาใหม่เพื่อเชื่อมต่อโครงข่ายระบบขนส่งมวลชนเข้าสู่เส้นทางหลักที่ขาดระบบขนส่งมวลชน
5. สายบางหว้า - นนทบุรี - บางกะปิ ระยะทาง 42 กิโลเมตร เป็นเส้นทางศึกษาต่อเนื่องจากแผนการศึกษาส่วนต่อขยายบางหว้า - ตลิ่งชัน ของรถไฟฟ้าบีทีเอส สายสีลม และเส้นทางศึกษาของรถไฟฟ้าสายสีน้ำตาล ให้กลายเป็นเส้นทางวงแหวนเพื่อเชื่อมต่อสองจังหวัดคือกรุงเทพมหานครและนนทบุรี และเชื่อมต่อไปยังพื้นที่ที่ยังไม่มีระบบขนส่งมวลชนเข้าถึง ซึ่งแต่เดิมแนวเส้นทางดังกล่าวเป็นแนวเส้นทางศึกษาของรถไฟฟ้าสายสีเหลืองที่จะเป็นรถไฟฟ้าวงแหวนรอบนอกกรุงเทพมหานคร

ทั้งนี้กระทรวงคมนาคมมีแผนนำเสนอร่างแผนแม่บทโครงข่ายระบบขนส่งมวลชนในเขตกรุงเทพมหานครและพื้นที่ต่อเนื่องต่อองค์การความร่วมมือระหว่างประเทศแห่งญี่ปุ่น หรือไจก้า ภายในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2561 ก่อนจะประกาศใช้เป็นแผนแม่บทเพื่อดำเนินการโครงการต่อไป