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本线在2号线大洲停车场附近设车辆段1处，两者中间夹住广州南车辆段；七号线控制中心设在大石与三号线合用；扩建三号线金山主变电站及四号线兴业主变电站对七号线供电。
七号线亦是广州首条使用国产化信号系统（铁科院MTC-I CBTC）的轨道交通路线，由广州市地下铁道总公司和铁科院（中国铁道科学研究院）联合研制[1] 。
20世纪90年代，当时的广州市政府计划将番禺撤市建区，由于有反对声音，当局承诺以后将广州地铁3号线通往番禺，并且重点发展番禺作为做条件。2000年，番禺正式撤市设区，番禺进入新的发展阶段。撤市设区后，广州市政府亦落实广州大学城和广州新火车站落户番禺，因应发展需要，这条全线在番禺区境内的地铁线路亦应运而生。
在广州市轨道交通规划2002年的备选方案中，出现了现有七号线首期工程段的雏型，当时该线的名称为芳村-番禺-黄埔线，从西朗开始，经由番禺区的南浦岛、大石、新造、化龙之后，到达东端终点站开发区[2] 。随后在2003年方案中，大石以东的走向改经由沙溪、大学城、长洲岛之后进入黄埔，同时二期走向基本与现时一致，但未初步定型。
随后在2003年的局部修改方案中，本站西端起讫站改于当时落实兴建的广州新客站（现广州南站）。官堂站（现员岗站）以东的走向改由与现在基本一致以外，当初的线路走向是经由塘步西、大石、香江野生动物园一带，并在大石站规划与现在的3号线进行换乘。
2012年，首期工程获得国家发改委批复立项。
2015年，因应原黄埔区和萝岗区合并为新的黄埔区，二期线路规划亦从大沙东站继续往北大幅延长至萝岗站，与当时仍然在建的6号线二期交汇。7号线二期因此也直接串连起原黄埔和萝岗两地的中心区域，解决东部片区南北走廊的交通需求。2016年，二期线路再次北延至水西站，与在建的21号线交汇；其后确定规划再度延长至水西北站，作为21号线水西停车场上盖物业的配套。2018年，根据广州市环保局公布广州市轨道交通七号线二期工程环境评估报告，停车场选址由飞凤山更改为科林路以南、科丰路以西的地块[3] 。
2017年第一季，二期工程获国家发改委批复立项。2018年1月，广州市发改委正式批复二期工程可行性研究报告[3] ，同年11月19日正式开工建设。
西延至佛山顺德
在7号线首期的规划中，本线位于广州南站的一端起讫站曾一度改为临近广佛边界的韦涌站。
广州南站正式启用后，受到广佛同城化的影响，以及佛山地铁线网规划改动，因此佛山市政府提议将本线直接西延至顺德区的陈村、北滘，并在北滘新城站与佛山地铁3号线换乘[4][5] 。最后广州地铁采纳佛山方面的意见。随后在提议规划中的西延段局部修改，北滘新城站由原来起讫站改为中途站，并延伸至美的大道处设美的大道站为起讫站。
2015年10月9日，西延顺德段项目建设方案调整正式获得国家发改委批复同意[6] 。随后于2016年6月23日正式动工。西延段计划2021年开通。[7]