La ligne 3 du métro de Paris est l'une des seize lignes du métro de Paris. Elle relie la station Pont de Levallois - Bécon à Levallois-Perret, en proche banlieue ouest, à la station Gallieni à Bagnolet, à l'est, où se trouvait la gare routière internationale de Paris-Gallieni, définitivement fermée depuis 2020.

Troisième ligne ouverte à partir de 1904, elle fait l'objet de plusieurs prolongements, puis d'un remaniement à l'est en 1971. La ligne est alors prolongée à Gallieni tandis que son ancien tronçon terminal de Gambetta à Porte des Lilas est débranché et exploité séparément sous le nom de ligne 3 bis.

Longue de , elle traverse Paris d'ouest en est sur la rive droite, et dessert les quartiers résidentiels du de Paris, la gare Saint-Lazare, les grands magasins, le quartier d'affaires autour de l'Opéra et l'est parisien. La ligne a transporté de voyageurs en 2025 (ligne 3 bis incluse), et se situe en douzième position sur le réseau pour son trafic.

vignette|centre|upright=2.7|Plan de la ligne.

Histoire

Chronologie thumb|right|alt=Une motrice Thomson série 300 à la station République, en 1904.|Une motrice Thomson série 300 à la station République, en 1904.

: le Conseil municipal de Paris adopte le projet de réseau de Fulgence Bienvenüe : déclaration d'utilité publique des six premières lignes du « chemin de fer métropolitain » : adjudication des six lots du chantier de la ligne : mise en service de la section Villiers - Père Lachaise : prolongement à l'est jusqu'à Gambetta : prolongement à l'ouest jusqu'à Pereire : prolongement à l'ouest jusqu'à Porte de Champerret : prolongement à l'est jusqu'à Porte des Lilas : prolongement à l'ouest jusqu'à Pont de Levallois - Bécon : mise en service de la nouvelle station Gambetta : débranchement de la ligne 3 bis du métro de Paris : prolongement à l'est jusqu'à Gallieni

Contexte et mise en œuvre d'un deuxième axe est-ouest Après quarante ans de débats passionnés, la détérioration des conditions de circulation dans Paris, l'exemple des capitales étrangères et l’approche de l'exposition universelle de 1900 décident les autorités à lancer enfin la construction du métro. Le projet proposé par la Ville de Paris est finalement retenu. L'État concède à celle-ci la conception et la réalisation de l’ouvrage. Après l'adoption par le Conseil municipal le du projet de réseau de Fulgence Bienvenüe et d'Edmond Huet, le « chemin de fer métropolitain » est déclaré d'utilité publique par la loi du 29.

Ce réseau comprend six lignes, dont une ligne C de la porte Maillot à Ménilmontant, empruntant les voies de la ligne B circulaire entre l'Étoile et les Batignolles. La convention passée le entre la Ville et la Compagnie générale de traction, concessionnaire du réseau, prévoit une mise en service des trois premières lignes dans un délai de huit ans suivant la déclaration d'utilité publique30. Les premières études de trafic détaillées suggèrent d'intervertir les terminus des lignes A et C : les trains de la ligne A auront pour terminus Porte Maillot, constituant la ligne 1 du futur réseau, tandis que ceux de la ligne C, future ligne 3, aboutiront à Porte Dauphine. Tout naturellement, les rames de la ligne B circulaire, future ligne 2, empruntant les mêmes voies jusqu'aux Batignolles, auront le même terminus. Mais très vite, il est décidé de reporter le terminus de la ligne 3 place de Villiers et de réserver le tronçon de Villiers à Porte Dauphine à la seule ligne circulaire, afin de séparer totalement les différentes lignes pour en simplifier l'exploitation32. L'importance du trafic enregistré sur la ligne 1 et la branche nord de la ligne 2 dès leur ouverture incite la Ville à mettre immédiatement en œuvre la réalisation de la ligne 3 et de la branche sud de la ligne 2 dès l'achèvement de la ligne circulaire Nord en 190353.

Une réalisation délicate thumb|left|alt=L'ouvrage de superposition sous la place de l'Opéra. La voûte de la ligne 3 débouchant de la rue Auber est visible.|L'ouvrage de superposition sous la place de l'Opéra. La voûte de la ligne 3 débouchant de la rue Auber est visible. Les travaux d'infrastructure de la ligne 3 sont adjugés en six lots le . La concession est accordée à la Compagnie du chemin de fer métropolitain de Paris (CMP) par le Conseil municipal de Paris le , mais la déclaration d'utilité publique n'est obtenue que le 54.

Les travaux sont rendus difficiles par le déplacement nécessaire des infrastructures souterraines (eau, gaz, électricité), mais également par la nécessité de croiser plusieurs lignes de métro dont la construction est prévue, en particulier à Opéra où un ouvrage spécifique situé dans un unique puits accueille le croisement des lignes 3, 7 et 8. Ce puits en maçonnerie de vingt mètres de hauteur est édifié dès la construction de la ligne 3, afin d'éviter de lourds travaux en sous-œuvre lors de l'ouverture ultérieure des autres lignes. Cet ouvrage est établi dans la nappe phréatique, ce qui impose de l'appuyer sur trois piliers de béton, réalisés par fonçage de caissons à l'air comprimé. Les travaux durent onze mois, de à .

Un autre ouvrage délicat est celui permettant le franchissement du canal Saint-Martin, à l'est de la ligne. Afin de profiter du chômage annuel du canal pour limiter l'impact sur la batellerie, les travaux sont adjugés séparément dès le et immédiatement mis en œuvre par l'entrepreneur Adrien Hallier. Le canal est asséché et sa voûte mise sur cintres ; l'ouvrage est réalisé à partir de deux puits d'attaque. Dans le secteur de la place Gambetta, la nature très instable du sous-sol, constitué de sables « boulants » imprégnés d'eau, retarde les travaux. Il faut d'abord assécher les sables, opération très délicate vu la proximité des immeubles risquant d'être déstabilisés, puis les piédroits du tunnel sont construits à partir de puits de maçonnerie, foncés depuis la surface. Une boucle terminale est aménagée, avec deux demi-stations établies sur la boucle elle-même, une pour les arrivées, et l'autre pour les départs, chacune constituée de deux voies entourant un quai central.

Inauguration vignette|La station terminus Gambetta en 1905, actuel quai terminus de la ligne 3 bis. vignette|gauche|Carte de la ligne lors de son inauguration.

Le , le tronçon Villiers - Père Lachaise est ouvert à l'exploitation, sans attendre son achèvement complet : cette décision est prise au vu de l'importance du trafic attendu, la ligne desservant sur une large part de son parcours le centre animé et commercial de la capitale. Puis la ligne est ouverte en intégralité jusqu'à Gambetta le . L'atelier de Charonne étant déjà saturé avec l'entretien des rames des lignes 1 et 2, un nouvel atelier est ouvert en conséquence pour la ligne 3, dans le quartier Saint-Fargeau, près de la place Gambetta. Il ouvre ses portes en . La ligne comporte dix-sept stations, toutes voûtées à l'exception de quatre établies à fleur de sol et dotées d'un plafond métallique (Saint-Lazare, Havre-Caumartin, Opéra et Père Lachaise)55.

Le terminus de Villiers est alors contigu à la station de la ligne 2. À l'origine du projet, il était envisagé d'envoyer les trains de la ligne 3 à la porte Maillot en utilisant les voies de la ligne 2 entre Villiers et Étoile, puis les voies de la ligne 1. Une « station double » avait donc été construite à Villiers, dont les voies situées au même niveau devaient se raccorder sous le boulevard de Courcelles. Ce principe d'exploitation étant abandonné, Villiers devient le terminus de la ligne : il est alors nécessaire de construire une boucle de retournement sous le parc Monceau. Mais on envisage déjà le prolongement de la ligne 3 à la porte de Champerret : ce projet impose le passage futur sous la ligne 2 ; il est donc nécessaire d'abaisser de le niveau des voies dans la station de la ligne 3 afin de franchir par en dessous la ligne 2 à peu de distance, ce qui explique la hauteur particulière de cette voûte.

La ligne bénéficie de plusieurs avancées en matière de sécurité par rapport aux lignes précédentes, consécutives à l'incendie du survenu à la station Couronnes : le sectionnement électrique de la ligne est mis en œuvre, avec des avertisseurs d'alarme situés dans chaque station et tous les cent mètres en tunnel, permettant de couper directement le courant de traction en cas d'incident. Le tunnel est éclairé avec une distribution par fils noyés sous le ballast et, enfin, des postes téléphoniques sont placés en pleine voie au droit de chaque signal intermédiaire et reliés à la station amont.

Prolongement à Porte de Champerret Lors de sa délibération du , le Conseil municipal de Paris invite l'administration à étudier un réseau complémentaire, afin de ne laisser en principe aucun point de la ville à plus de quatre cents mètres d'une ligne du métropolitain. Dans ce contexte, dès le , deux extensions de la ligne, à l'est et à l'ouest, sont présentées au Conseil municipal, et établies par l'ingénieur Fulgence Bienvenüe. À l'ouest, la ligne serait prolongée de Villiers à la porte de Champerret ; à l'est, de Gambetta à la porte de Romainville (porte des Lilas). Un emprunt de de francs voté le permet de financer, avec ceux de la ligne 7, les prolongements de la ligne. Celui de Villiers à Porte de Champerret est déclaré d'utilité publique par la loi du et mis en chantier80.

Cette extension est mise en service progressivement : Pereire le puis Porte de Champerret le , à cause d'un avancement inégal des travaux. Le prolongement de la ligne 3 prend naissance à l'entrée de la boucle de Villiers qui s'étend sous le parc Monceau. Cette boucle étant alors abandonnée, la ligne 3 passe au-dessous de la ligne 2 pour s'orienter en direction du nord-ouest, sous le boulevard Malesherbes. À l'ex-place Malesherbes, renommée en 1977 place du Général-Catroux, la ligne oblique plus nettement en direction de l'ouest pour suivre l'avenue de Villiers jusqu'à l'ex-place Pereire, renommée en 1973 place du Maréchal-Juin. Le tunnel s'abaisse alors pour franchir par-dessous la ligne de chemin de fer de Petite Ceinture puis continue son itinéraire sous la rue de Courcelles puis le boulevard Berthier au-dessous duquel est établi le terminus Porte de Champerret, comportant deux demi-stations reliées par une boucle de soixante-dix mètres de rayon sous la place de la Porte-de-Champerret. Le prolongement comporte quatre stations voûtées83.

Prolongement à Porte des Lilas thumb|right|alt=Entrée de la station Saint-Fargeau, avec son édicule caractéristique, vers 1920.|Entrée de la station Saint-Fargeau, avec son édicule caractéristique, vers 1920.

Lors de sa séance du , le Conseil municipal concède à titre définitif au « Métropolitain » neuf lignes ou sections de lignes complémentaires, toutes déclarées d'utilité publique par la loi du . Mais la Première Guerre mondiale arrête l'exécution du réseau complémentaire concédé en 1910, dont l'extension à l'est de la ligne 3. Ce nouveau prolongement est presque achevé en 1914, à l'exception de sa partie terminale, Porte des Lilas, dont la boucle de retournement se situe au-delà du terminus sous les fortifications.

Les travaux sont rendus délicats par l'instabilité du sous-sol, par endroits saturé d'eau provenant de la nappe phréatique de l'ancien lac Saint-Fargeau. Le prolongement est finalement mis en service le . Il s'accompagne d'une jonction avec la ligne 7 qui doit être prolongée jusque-là, avec deux tunnels à voie unique, la voie des Fêtes et la voie navette. Mais la CMP estime que la ligne 3 est suffisante pour desservir le quartier, et une simple navette est mise en service sur cette voie afin d'assurer la correspondance entre les deux lignes. De ce fait, la voie des Fêtes n'a jamais été ouverte et la station Haxo située sur cette voie n'a pas été achevée105. Le prolongement de Gambetta à Porte des Lilas devient, cinquante ans plus tard, la ligne 3 bis.

Prolongement à Levallois-Perret