上海申通地铁集团有限公司作为上海轨道交通的投资、建设和运营主体，旗下设有多家子公司，主要负责不同线路的运营管理。截至2024年，其运营子公司及分公司如下：
上海地铁第一运营有限公司
负责1号线、5号线、9号线、10号线的运营管理。
上海地铁第二运营有限公司
承担2号线、11号线、13号线（世博专线）的运营任务。
上海地铁第三运营有限公司
管理3号线、4号线、7号线及15号线的运营服务。
上海地铁第四运营有限公司
负责6号线、8号线、12号线及未来14号线的运营。
上海磁浮交通发展有限公司
承担上海磁浮示范运营线（如磁浮列车）的运营管理。
上海地铁维护保障有限公司
下设车辆、供电、通号、工务、后勤、物流、计量等分公司，负责轨道交通的维护保障工作。
上海申通地铁集团还设有投资策划、财务、人事、技术等职能部门，但上述子公司主要聚焦线路运营。
部分线路存在运营权移交情况，例如4号线原由第四运营公司管理，后因线路延伸调整至其他公司。
以上信息综合了不同时期的组织架构调整，具体以集团官方公告为准。
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