1953年，随着中国国民经济发展第一个五年计划的实施，首都北京城市建设开始提上日程。然而对于一穷二白的新中国而言，进行地下铁道建设确是困难重重：没有技术、没有经验、没有人才，面临特殊的历史时期，面临特殊的国际环境，中国地下铁道建设只能依靠自己的力量，在探索中学习，在实践中探索。

      1953年9月至11月，中共北京市委在“改建和扩建北京市规划草案”及1954年11月“市委关于讨论北京规划草案问题的通知”中都提出：“必须及早筹建地下铁道建设”。

      1956年经铁道部批准, 在唐山铁道学院桥隧系开设地下铁道专业，由高渠清教授及前苏联专家纳乌莫夫教授主讲地下铁道专业课程，为中国培养地下铁道专门人才。中共北京市委于1956年7月20日和8月18日两次向中央提出“关于北京地下铁道筹建工作的请示”。中央于1956年9月5日批复同意，并指出：筹建工作由北京市委负责，所缺行政及技术干部由铁道部、地质部、城市建设部抽调支援。

      1956年10月北京地下铁道筹建处正式成立。筹建处负责人为刘德义(北京市建工局副局长兼建筑公司经理), 徐骏(北京铁路局总工程师), 张更生(地质部水文地质局局长)。办公地点最初在北京动物园内畅观楼，后来又先后搬到西苑大旅社（现西苑饭店）9号楼和北京市建工局三楼办公。全处共有线路、地质、结构等专业技术人员约30人。

      1958年5月，北京市组织筹建处刘德义、张光至、康明慈、庄宝璠、辛纪恩组成专家组去苏联莫斯科、德意志民主共和国柏林考察地铁。

      1958年中央决定北京地下铁道由铁道部全面负责设计与施工。在北京成立北京地下铁道工程局，局长为陈志坚。同年7月在天津由铁道部第三勘测设计院与北京地下铁道筹建处共同组建铁道部第三勘测设计院专业设计处，处长为赵若冰，办公地点在铁道部第三勘测设计院主楼顶层。

      1960年5月，专业设计处由天津迁往北京，划归铁道部北京地下铁道工程局领导，专业设计处改名为地下铁道设计处，处长为刘锦章。办公地点在原东交民巷34号一幢欧式小楼里。

      1961年3月局属钻探队、测量队、地质科合并成立勘测队归属地下铁道设计处领导，办公地点迁入原铁道部办公大楼（东长安街33号，既现在北京饭店主楼所在地）后面的霞公府4号。地下铁道设计处正式更名为铁道部北京地下铁道工程局勘测设计处, 职工总数近200名。