Linia liczy łącznie 55 km i 18 przystanków. Nowa linia połączyła także zachodnie dzielnice, do których nie dociera obecnie SKM, ze śródmieściami tych miast, a także zapewniła możliwość realizacji bezpośrednich połączeń kolejowych między Gdańskiem a Kościerzyną i Kartuzami.

Szacowany pierwotnie koszt budowy linii wynosił 769,9 mln zł netto (w tym 500,9 mln zł z Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko). Pod budowę linii zajętych zostało 516 działek geodezyjnych, z czego wywłaszczonych zostało 251 nieruchomości (resztę stanowią grunty Skarbu Państwa lub Miasta Gdańska).

W rejonie wsi Rębiechowo linia łączy się z istniejącą od okresu międzywojennego magistralą węglową Śląsk – Gdynia. Pociągi w kierunku Gdyni kierowane są z PKM na niezelektryfikowany odcinek torów między Gdańskiem Osową a Gdynią Główną. Przed oddaniem do ruchu linii PKM w ruchu pasażerskim kursowały tu wyłącznie autobusy szynowe do Kościerzyny (w sezonie letnim również do Kartuz). Przetarg na wpięcie budowanej linii z Wrzeszcza do linii Gdynia – Kościerzyna został rozstrzygnięty w czerwcu 2014. Zadanie to, o wartości około 106 mln zł, będzie realizowane przez konsorcjum z przedsiębiorstwem Rubau na czele.

Do budowy szlaku pomiędzy Gdańskiem-Wrzeszczem a lotniskiem w Gdańsku (17 km) wykorzystano odcinek istniejącej do 1945 tzw. Kolei Kaszubskiej. PKM usprawni też komunikację Gdańska z regionem Kaszub poprzez rewitalizację istniejącej sieci – przez Żukowo do Kartuz lub przez Kościerzynę do Bytowa.

Spółka pełniła w imieniu samorządu rolę tzw. inwestora zastępczego, zaś przewoźnik został wyłoniony w drodze przetargu.

Uroczysta inauguracja Pomorskiej Kolei Metropolitarnej miała miejsce 30 sierpnia 2015 na terenie terminalu T2 Portu Lotniczego im. Lecha Wałęsy w Gdańsku, natomiast oddanie linii do użytku miało miejsce dwa dni później, 1 września

Z uwagi na rezygnację z planów elektryfikacji linii między Gdynią a Kościerzyną, w sierpniu 2012 ogłoszono, że pociągi kursujące na trasie PKM będą zestawione ze spalinowych zespołów trakcyjnych. Datę ogłoszenia przetargu kilkakrotnie przesuwano. W końcu nastąpiło to 20 lutego 2014. Urząd Marszałkowski Województwa Pomorskiego kupił siedem pojazdów trójczłonowych o pojemności po 350 miejsc dla pasażerów i trzy dwuczłonowe o pojemności po 250. Prędkość maksymalna wynosi 120 km/h. Pociągi te są przystosowane do pokonywania wzniesień dochodzących do 28 promili i są wyposażone w system sterowania ruchem ERTMS. Zabudżetowano 146 milionów złotych na zakup taboru. Do przetargu zgłosiły się tylko dwa przedsiębiorstwa: Newag, który zaproponował 120 milionów i Pesa, która zaproponowała 114 156 300 zł. 24 czerwca 2014 ogłoszono zwycięzcą Pesę.

Dwa pierwsze pojazdy miały dotrzeć na Pomorze w grudniu 2014, reszta – do 12 maja 2015. Ostatecznie termin dostawy pierwszych jednostek opóźnił się na luty – marzec 2015.

Wygląd pojazdów zaprezentowano 2 września 2014, kiedy podpisano umowę. Pojazdy mają tylko po jednej parze drzwi na człon po każdej stronie wagonu, w kolorze czerwonym. Natomiast same pojazdy są koloru szarego.

12 czerwca 2015 na linii odbyła się uroczysta prezentacja jednego z zakupionych do jej obsługi pojazdów – SA136-013.

Pod koniec stycznia 2013 media doniosły o powrocie PKP PLK do planów elektryfikacji odcinka Gdynia – Kościerzyna. Realizacja tych zamierzeń stworzy warunki do elektryfikacji linii PKM, której skrajnia przewiduje możliwość zawieszenia w przyszłości sieci trakcyjnej. Niemniej jednak samorząd województwa pomorskiego nie przewiduje realizacji tego zadania przed 2020. Jeśli w ogóle nastąpi zakup elektrycznych zespołów trakcyjnych, te spalinowe zostaną przeznaczone do obsługi połączeń w innych częściach województwa

Projekt budowlany i projekt wykonawcy został opracowany przez przedsiębiorstwo Transprojekt Gdański Sp. z o.o., z Gdańska.

W pierwszym etapie realizacji inwestycji wyburzone zostały 22 budynki mieszkalne oraz 40 gospodarczych, położone na planowanej trasie Pomorskiej Kolei Metropolitalnej w Gdańsku Matarni, Firodze i w Rębiechowie. Wyciętych zostało także ok. 20 tys. drzew rosnących w pasie kolejowym PKM. Prace rozbiórkowe na trasie linii przeprowadzono w I połowie 2013 Ze względu na niezadowalający stan techniczny zbudowanych przed I wojną światową i pozostałych do tej pory na linii obiektów inżynieryjnych, również i one zostały wyburzone, łącznie z tzw. „Wiaduktem Weisera” (zwanym także Mostem Weisera, od wydanej w 1987 książki Pawła Huelle pt. Weiser Dawidek). Prace rozbiórkowe na trasie budowy PKM zakończono w sierpniu 2013. Jako ostatni został wyburzony wiadukt przy ul. Wołkowyskiej, co nastąpiło 17 sierpnia 2013. Przed wyburzeniem każdy z reliktów dawnej linii kolejowej został zeskanowany skanerem 3D, w celu udokumentowania ich wyglądu dla kolejnych pokoleń.

Do przetargu na głównego wykonawcę prac budowlanych zakwalifikowało się 16 przedsiębiorstw. Oferty finansowe na budowę składano do 14 lutego 2013. Po zakończeniu oceny dziewięciu ofert, jakie wpłynęły w II etapie przetargu na budowę Pomorskiej Kolei Metropolitalnej, 7 marca 2013 PKM SA oficjalnie ogłosiła, że zwycięzcą przetargu zostało polsko-hiszpańskie konsorcjum przedsiębiorstw Budimex S.A. (lider konsorcjum) i FERROVIAL AGROMAN S.A., które zaproponowało najniższą cenę realizacji inwestycji – 716.136.838,06 zł brutto. Przedsiębiorstwa te w latach 2007–2009 dokonały modernizacji stacji Gdynia Główna. 7 maja 2013 podpisano umowę między PKM a obydwiema ww. przedsiębiorstwami na realizację tej inwestycji.

Umowę na budowę linii podpisano 7 maja 2013, a plac budowy oddano wykonawcy następnego dnia. Oficjalne rozpoczęcie budowy i podpisanie aktu erekcyjnego nastąpiło 1 lipca 2013. „Szynę węgielną” wmurowano w fundament jednego z filarów podpierających estakadę i stację PKM Gdańsk Port Lotniczy

W ramach kontraktu powstały:

• 17-kilometrowy odcinek dwutorowej linii kolejowej z Gdańska Wrzeszcza do połączenia z linią kolejową nr 201 z Gdyni do Kościerzyny.
• 1,4-kilometrowy odcinek łącznicy PKM z linią 201 w kierunku na Kościerzynę
• 8 przystanków pasażerskich (zasadniczy kontrakt obejmuje budowę przystanków tylko na trasie PKM) w Gdańsku i Baninie oraz budowę 2 przystanków w Gdyni, a także przebudowę stacji Gdańsk Osowa, gdzie kosztem 6 mln zł powstały dwa perony, tunel oraz parking na 67 aut.
• stacja techniczna
• budynek Lokalnego Centrum Sterowania na Matarni, ukończony w stanie surowym 12 listopada 2013
• 16 wiaduktów kolejowych i 8 wiaduktów drogowych
• 5 przejść pod torami
• kładki dla pieszych, przepusty, przejścia dla zwierząt
• system sterowania ruchem ERTMS na całej linii.

Całkowita wartość projektu PKM – po uwzględnieniu 186,5 mln zł wartości gruntów przekazanych pod inwestycję – wynosiła 907 mln zł netto, a po dodaniu do projektu przebudowy stacji Gdańsk Osowa oraz budowy przystanków Gdynia Karwiny oraz Gdynia Stadion, które kosztować mają 23 mln zł, wartość projektu sięgnęła kwoty 949 mln zł