Линия была открыта 3 ноября 1967 года в составе участка Площадь Александра Невского-Василеостровская.
В настоящее время линия соединяет северо-западные районы города, стадион, Васильевский остров и юго-восточные районы с центром города и Московским вокзалом.
Большая часть станции на линии (8 штук), являются станциями закрытого типа.
Первая линия, проходящая по трассе Невско-Василеостровской линии появилась в проектах 1933 года.
Однако, через 4 года уже был утвержден проект с почти похожей на нынешнюю трассировкой.
На момент открытия линии состояла из 4 станций Василеостровская, Гостиный двор, Маяковская, и Площадь Александра Невского.
Протяжённость линии была 6.7 км.
25 декабря 1970 года линия была продлена почти на 6 км и на 2 станции.
Было открыто движение до станции Ломоносовская с промежуточной станцией Елизаровская.
Линия уже состояла из шести станций и её протяжённость была равна 12,5 км.
До 29 сентября 1979 года все станции на линии были закрытого типа.
29 сентября 1979 года была открыта конечная на протяжении 39 лет.
Этой конечной стала станция Приморская.
Пополнилась на одну станцию и теперь количество станций на линии стало 7, а протяженность стала равна 14,7 км.
Так как линия очень нуждалась в электродепо, было решено прорыть небольшие тоннели к новому депо от станции Ломоносовская.
Но потом линию увели по другому маршруту, и эти тоннели стали неиспользуемыми тупиками станции Ломоносовская.
10 июля 1981 года линия была продлена на 2 станции и на 4,3 км до станции Обухово с промежуточной станцией Пролетарской.
На линии стало 9 станций, а протяженность стала равна 19 км.
Через 3 года, 28 декабря 1984 года линия была продлена до станции Рыбацкое, которая стала первой и единственной крытой наземной станцией Петербургского метрополитена.
На тот момент линия состояла из 10 станций, а протяженность линии стала равна 22,6 км.
Через 32 года, 26 мая 2018 года линия опять была продлена.
Был открыт участок Приморская - Беговая.
Изначально планировали построить линию со станциями: Красная площадь, Площадь Восстания, Литейный проспект, Невский проспект, Мариинская площадь, Театральная площадь, Большой проспект Васильевского острова.
Несколько позднее планы пересмотрели и утвердили следующие направление линии:
Василеостровская, Адмиралтейская, Невский проспект, Площадь Восстания, Площадь Александра Невского, Хрустальная.
С 1967 года по 1979 год - единственная линия с однотипными станциями.
На этой линии первоначально планировалось построить станции в 2 раза чаще: Приморская, Гавань, Василеостровская, Университетская, Адмиралтейская, Гостиный двор, Аничков мост, Маяковская, Площадь Александра Невского, Смоляная, Хрустальная, Елизаровская, Ивановская, Щемиловка, Обухово.
Из соображений экономики было решено отложить строительство большей части станций и построить только часть, а остальные встроить позже.
Но поскольку строительство станций глубокого заложения без остановки движения представляется весьма сложной технической задачей от строительства этих станций в настоящее время отказались.
Отказ от строительства промежуточных станций является просчётом, поскольку привёл, например, на Васильевском острове к перегрузке станции Василеостровская и неудобству для горожан.
Линию обслуживает депо тч-5 Невское расположенное за станцией Рыбацкое.
После открытия линии и до 1979 года линию обслуживало электродепо Автово.
В 1979 года по 1995 год линию обслуживало электродепо Северное, обслуживание которым прекратилось из-за размыва.
С 1967 года по 1970-е годы линию обслуживали составы из 4 вагонов.
В 1970-е годы линию обслуживали составы из 5 вагонов.
С 1970-х годов линию стали обслуживать составы из 6 вагонов.
Дальнейшее увеличение числа вагонов стало невозможным, по причине того, что станции были рассчитаны всего лишь на 6 вагонов.