Trong ba tháng đầu vận hành khai thác, tàu sẽ hoạt động từ 5 giờ 30 phút sáng đến 22 giờ hằng ngày. Trong thời gian tiếp theo, tùy theo nhu cầu hành khách, đơn vị vận hành sẽ điều chỉnh cho phù hợp để đáp ứng tốt nhất nhu cầu đi lại của hành khách trên tuyến.
Điểm đầu của tuyến tại ga Nhổn, chạy dọc Quốc lộ 32, qua Cầu Diễn, theo đường Hồ Tùng Mậu vượt qua đường vành đai 3, đường Xuân Thủy, phố Cầu Giấy đến trước Công viên Thủ Lệ; có tám ga trên cao tại: Nhổn, Minh Khai, Phú Diễn, Cầu Diễn, Lê Đức Thọ, Đại học Quốc gia Hà Nội, Chùa Hà, Cầu Giấy. Tại các nhà ga, hành khách có thể mua vé trực tiếp qua nhân viên hoặc mua tại máy bán vé tự động.
Tổng Giám đốc Công ty Đường sắt Hà Nội (Hanoi Metro) Vũ Hồng Trường cho biết, giá vé tháng phổ thông là 200.000 đồng, vé ưu tiên giảm 50% cho hành khách là học sinh, sinh viên, công nhân các khu công nghiệp; mua theo hình thức tập thể từ 30 người trở lên có giá 140.000 đồng. Đối với vé ngày là 24.000 đồng, có thể đi toàn tuyến trong ngày; vé qua các ga dọc đường từ 8.000 đến 12.000 đồng.
Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội thực hiện chính sách vé miễn phí cho các đối tượng ưu tiên theo Nghị quyết 07 của Hội đồng nhân dân thành phố (miễn phí dành cho trẻ em dưới sáu tuổi, người có công, người cao tuổi trên 60 tuổi, người khuyết tật). Trong 15 ngày đầu, tuyến đi vào khai thác thương mại, toàn bộ hành khách được phục vụ miễn phí.
Để nâng cao hiệu quả vận hành và thuận lợi cho người dân, Sở Giao thông vận tải Hà Nội bố trí dọc tuyến đường sắt đô thị hai điểm trung chuyển khách tại Cầu Giấy và Nhổn; 32 điểm dừng xe buýt (chiều Cầu Giấy-Nhổn có 16 điểm dừng, chiều Nhổn-Cầu Giấy có 16 điểm dừng).
Bên cạnh đó, mạng lưới tuyến xe buýt cơ bản tạo được sự kết nối giữa tuyến đường sắt đô thị Cát Linh-Hà Đông và tuyến đường sắt đô thị Nhổn-ga Hà Nội, thuận tiện cho hành khách trung chuyển giữa hai tuyến đường sắt đô thị bằng hệ thống xe buýt. Hai tuyến đường sắt đô thị được kết nối với nhau bởi chín tuyến buýt, gồm các tuyến số 29, 49, 57, 05, 27, 38, 90, 105, 09B.
