歷史沿革
初期計畫
南港島線早於1980年代，香港政府已將南港島線列入長遠交通發展計畫。當時的路線也是分為兩部份：縱線來往金鐘、田灣、海怡半島及利東邨；橫線來往鋼線灣（今數碼港所在地）、華富邨、華貴邨、田灣、香港仔、黃竹坑及海洋公園。此為南港島線的雛形。
根據香港政府運輸科於1993年發表的鐵路發展諮詢檔案，南港島線是一個中型鐵路系統，定線與以上相似。當中南港島線的縱線在港島北岸設太古廣場站（金鐘南部），再與北港島線的會展中心站交匯。當時政府表示該線並無逼切需要興建，而造價則估計約58億港元。
由於這只是長遠交通發展計畫，故多年來一直被有關當局暫時擱置。
重新研究
2002年，香港政府邀請捷運公司（現稱港鐵）進一步研究南港島線的發展方案。當時建議定線由香港大學經鴨脷洲接駁至灣仔。
惟此定線忽略了香港仔居民的需要，故捷運於2004年提出修訂方案，將南港島線一分為二，並將拆出來的西段與當時建議的西港島線合併，西段的終點站為西營盤，服務數碼港至黃竹坑。東段仍稱為南港島線，終點站則延長到金鐘，服務香港海洋公園至鴨脷洲。當時東段亦考慮加停跑馬地及灣仔。
分段興建方案
在2005年2月，捷運公司（現稱港鐵）在詳細考慮立法會議員及公眾對南港島線建議的意見後，完成分段興建的可行性研究及將有關的分段興建方案遞交政府審議。西港島線將會成為港島線的延線，而非南港島線西段的延線。而南港島線則落實分為東西兩段。
政府在2005年6月30日宣布批准捷運（現稱港鐵）興建西港島線時表示，南港島線的建議要待規劃署2006年底完成的南區旅遊及商業發展規劃，以及海洋公園重建計畫的審議結果，才作決定。
落實興建東段
2007年10月10日，行政長官曾蔭權於施政報告中表示，南港島線將會落實興建，預計於2011年動工，2015年完成。
政府傾向只讓南港島線的東段先上馬，使用不經灣仔及跑馬地的方案，並會取消在利東設站，即是只設金鐘、海洋公園、黃竹坑及海怡四站。至於西段，訊息人士解釋因西段途經數碼港，為免政府被指責優惠大財團，故未有時間表。
2007年10月27日，港鐵宣布會在海洋公園、黃竹坑及海怡半島三地興建港鐵站，但利東、灣仔及跑馬地是否設站則仍在研究中。
2007年12月18日，香港行政會議批准南港島線東段興建，從金鐘出發途經海洋公園、黃竹坑、利東及海怡半島共五站，全長約7公里，車程需約10分鐘，中型鐵路行走，造價約70億港元，政府以黃竹坑站及車廠上蓋物業作為補貼。灣仔及跑馬地則擱置興建車站，西段則暫時未有興建時間表。香港賽馬會建議在跑馬地馬場旁設站，港鐵與馬會磋商設站問題，但最終於2009年1月正式擱置跑馬地站。
2009年7月23日，南港島線東段設計方案刊登憲報，同時港鐵宣布會於赤柱舂坎山設定臨時的爆炸儲存倉庫。同年11月，港鐵回應位於黃竹坑惠福道的東華三院賽馬會復康中心之要求，修訂復康中心對開一段的走線，將兩條高架橋合併為一條，並將高架橋降低高度及移離復康中心，代價是黃竹坑站未能再安排讓東段與西段進行同層跨月台轉乘。
研究興建西段
2010年2月，港鐵表示已經預備了南港島線（西段）中黃竹坑至香港仔一段的可行走線方案，但有關細節仍需待政府落實興建西段後才能進行詳細設計，而西段其餘路段（香港仔至香港大學一段）則並未有提及。
定線
東段
南港島線南港島線東段將由中西區的金鐘開始，穿過隧道後到達南區於香港仔隧道收費廣場附近轉到高架橋，經過海洋公園、黃竹坑，穿越香港仔海峽後轉向地底，到達利東邨並以海怡半島為終點站；途經灣仔和跑馬地馬場的建議已被否決。
已否決興建的車站灣仔：根據2007年12月的南港島線方案，南港島線東段將不再在灣仔設站，換言之計畫已擱置。
跑馬地：在2009年1月13日，有傳媒引述政府訊息人士指將興建的南港島線，不設跑馬地站，以免增加車程時間及延誤工程。
2016年11月，南港島線(東段)已進入法定測試階段，於2016年12月最後一個星期日，即19日通車。
西段
南港島線西段將由中西區的香港大學開始，到達南區的數碼港，再經華富邨及香港仔，最終以黃竹坑為終點站。西段將會興建5個車站，其中黃竹坑設有轉車站，可轉乘西段或東段的列車。南港島線（西段）則可於後期興建。
已否決興建的車站瑪麗醫院：此站曾於2002年方案中被列入可以考慮興建的車站，但因該處一帶人口稀少，需求主要只是來自瑪麗醫院，不足以支持興建鐵路車站，所以在後來的方案中已不再提及。
田灣：此站的提議於《鐵路發展策略》便已出現，作為當時南港島線縱線及橫線之間的轉車站，連線南區及金鐘，但其後南港島線的計畫有變，改為在香港仔隧道一帶連線港島南北，加上田灣的人口較少，因此再沒有於該處設站的需要。
轉車站
南港島線總共有3個轉車站。
大學站：乘客可於大學站轉乘港島線（西港島線）及南港島線西段。原建議車站月台將仿照北角站由兩組側式月台組成，為兩線提供跨月台轉車安排。但根據2007年秋季最新建議，西港島線月台將會採用島式月台設計，南港島線是否在其下層仍是未知之數。
黃竹坑站：乘客可於黃竹坑站輕易轉乘南港島線西段或南港島線東段。與觀塘線彩虹站的布局相似，車站月台設有三條路軌，南港島線西段使用中間路軌，南港島線東段則使用左右兩旁的路軌，為乘客提供跨月台轉車安排。
金鐘站：南港島線金鐘站將在現有金鐘站旁興建，讓乘客可以轉乘荃灣線和港島線。原建議車站月台設於金鐘道地底，以兩條各長100米、設有自動人行道和自動扶梯的通道連線原有大堂。但根據2007年底最新建議，將會在現有車站以東的夏愨花園地底興建供南港島線東段使用的大堂及月台，並以扶手電梯連線現時的大堂及月台。雖然沙中線（過海段）會較南港島線（東段）遲落成，但在興建南港島線（東段）時仍會先為沙中線預留設施，以減低日後工程難度。
鐵路系統
港鐵估計，南港島線繁忙時間的客流預計只有約為每小時20000人次(單向計算)，但現時港鐵系統（重型鐵路系統）的最高載客量則可達75000人次（單向計算）。因此，港鐵認為南港島線較適合採用中型鐵路系統。
中型鐵路系統可採用鋼輪在鋼軌上行走，但較普遍採用膠輪路軌系統，使鐵路在走線方面有更大的彈性。經初步計算後，捷運預計長約60米的四卡列車，以每2至4分鐘一班的班次行走，便可應付乘客需求。
採用膠輪和較短的車身可在走線和車站設計方面提供更大的彈性，並且香港的氣候及南港島線覆蓋客量亦適合套用膠輪路軌系統，可進一步降低工程的成本。
效益
南港島線采無人駕駛列車在交通效益方面，由於南港島線為一直未有鐵路通達的南區，以及現時已有鐵路行走的香港島北部提供快捷、可靠、方便的交通服務，把南區跟市中心商業區，縮短這些地區與香港其他地方的距離。鐵路不但提供快捷的交通服務，也紓緩路面交通，減少市民乘搭交通工具所需時間。加上灣仔、銅鑼灣、上環、金鐘和中環的交通擠塞情況將可得以紓緩。由於香港仔隧道擠塞的問題，南區的居民大都支持興建南港島線。南區區議會更成立了“爭取興建捷運南港島線專責委員會”以爭取政府落實興建有關鐵路。
在環境效益方面，鐵路的列車以電力推動，不會沿途排出廢氣。設計按噪音管制條例的要求進行，並考慮採用膠輪，減低噪音。南港島線減少路面車輛的數目，進一步減少空氣污染和噪音。南港島線在保留美麗的海岸的同時，將為滿足南區所需的額外交通需求。
在經濟效益方面，南區和跑馬地一直缺乏可靠的公共運輸工具服務，是市區中罕見地沒有鐵路的地方，南港島線將可促進使以上地區的繁榮。南港島線有助正在擴建的海洋公園和香港仔的持續發展（例如香港仔漁人碼頭及黃竹坑的重建計畫），促進香港旅遊業。在南區鐵路沿線的物業將因鐵路而提升價值。
