La ligne 4 est entièrement souterraine et située exclusivement dans Paris intra-muros, jusqu'au prolongement à Mairie de Montrouge en 2012. La longueur totale de la ligne est de 10,599 km (11,359 km avec les voies secondaires). Avec 26 stations, la longueur moyenne des interstations n'est que de 424 mètres, ce qui est la plus faible valeur du réseau parisien. Elle est la seule en correspondance avec la totalité des lignes principales de métro (à l'exception des courtes antennes 3 bis et 7 bis) et les cinq lignes du RER.
La ligne naît au nord de Paris à la porte de Clignancourt, où se situent deux boucles terminales entre le boulevard Ney et le boulevard périphérique : une petite boucle à une seule voie de cinq cents mètres de développement utilisée pour le retournement des rames, et une grande boucle à trois voies, plus longue, qui sert au garage des trains. Une voie partiellement dédoublée relie en outre le terminus aux ateliers de Saint-Ouen qui entretiennent le matériel.
La station terminale à deux voies se situe sous l'extrémité septentrionale du boulevard Ornano. La ligne se dirige sous le boulevard, dessert la station Simplon, puis passe au-dessus de la ligne 12 avant de desservir la station de correspondance avec cette dernière, Marcadet — Poissonniers. Elle se poursuit plein sud sous le boulevard Barbès en desservant au passage Château Rouge et la station de correspondance avec la ligne 2, Barbès — Rochechouart.
Après une interstation relativement longue de 685 mètres sous le boulevard de Magenta, elle se place sous la rue de Dunkerque, se raccorde aux lignes 2 et 5 et à la voie d'instruction des conducteurs de métro et dessert la station Gare du Nord. Elle oblique à nouveau vers le sud sous la rue d'Alsace en pente et dessert la station Gare de l'Est (Verdun), par une station à plancher métallique située juste sous l'ouvrage commun des lignes 5 et 7.
Maintenant positionnée sous le boulevard de Strasbourg, la ligne est en alignement droit de 1 200 mètres à fleur de sol et dessert plusieurs stations, avant d'obliquer vers le sud-ouest sous la rue de Turbigo, dessert la station Étienne Marcel, puis pénètre le complexe des Halles. La station Les Halles, déplacée en 1977, donne correspondance à trois lignes de RER. Après la station de correspondance Châtelet, la ligne plonge par une rampe de 40 ‰ sous trois lignes de métro, puis sous le grand bras de la Seine, dessert Cité, unique station parisienne située sous une île, puis franchit le petit bras de la Seine en forte rampe avant de desservir la station Saint-Michel. Ces deux dernières stations sont édifiées dans des caissons métalliques assemblés en surface et foncés dans le sol.
Dorénavant placée sous la rue Danton et la rive gauche de la Seine, la ligne 4 se dirige vers le sud-ouest, passe sous la ligne 10 à laquelle elle se raccorde par une voie en impasse qui impose un rebroussement, et dessert la station Odéon, établie sous le boulevard Saint-Germain. Elle passe alors sous le collecteur de la Bièvre, sur le tunnel de la ligne 10, et dessert Saint-Germain-des-Prés. Par une courbe de soixante-quinze mètres de rayon, elle oblique en direction du sud sous la rue de Rennes qu'elle parcourt entièrement après être repassé une nouvelle fois au-dessus de la ligne 10, puis au-dessus de la ligne 12, en desservant au passage deux stations.
Par une nouvelle courbe de soixante-quinze mètres de rayon, elle oblique franchement vers l'est sous le boulevard du Montparnasse et dessert la station de correspondance Montparnasse — Bienvenüe. Après une interstation de seulement 285 mètres, une des plus courtes du réseau, elle atteint Vavin et oblique sous le boulevard Raspail où se situe l'ouvrage de déviation de la ligne sous la section nord du boulevard prévue à la construction de la ligne et qui n'a jamais été mise en œuvre. Un raccordement la relie à la ligne 6 avant d'atteindre la station Raspail. Maintenant en rampe, elle passe au-dessus de la ligne 6 et dessert la station de correspondance Denfert-Rochereau (Colonel Rol-Tanguy). Située pour sa dernière ligne droite sous l'avenue du Général-Leclerc, elle atteint la station Mouton-Duvernet après une interstation de seulement 263 mètres, puis la station Alésia avant d'atteindre son terminus, Porte d'Orléans (Général Leclerc), station à trois voies et couverture métallique située à l'extrémité sud de l'avenue. La station se poursuit par une boucle de retournement majoritairement à deux voies servant au stationnement des rames. Cette boucle est en cours de modification pour le prolongement de la ligne en direction de Montrouge.
Au début des années 2000, le système d'information des horaires des prochaines rames (SIEL) a été mis en place sur l'ensemble de la ligne. Les panneaux ont été changés début 2009 par des panneaux plus récents équipés de haut-parleurs indiquant les temps des prochains trains. La ligne 4 est une des rares lignes équipée de fosses anti-suicides entre les rails des stations et de barrières anti-franchissement entre les deux voies.
Les stations de métro de la ligne sont présentées du nord au sud :
Station | Communes desservies | Correspondances | |||
---|---|---|---|---|---|
o | Porte de Clignancourt | 18e | |||
o | Simplon | 18e | |||
o | Marcadet — Poissonniers | 18e |
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o | Château Rouge | 18e | |||
o | Barbès — Rochechouart | 9e, 10e, 18e |
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o | Gare du Nord | 10e |
![]() ![]() TER Picardie grandes lignes | ||
o | Gare de l'Est | 10e |
![]() TER Picardie TER Champagne-Ardenne grandes lignes | ||
o | Château d'Eau | 10e | |||
o | Strasbourg — Saint-Denis | 2e, 3e, 10e |
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o | Réaumur — Sébastopol | 2e, 3e |
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o | Étienne Marcel | 1er, 2e | |||
o | Les Halles | 1er |
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o | Châtelet | 1er, 4e |
![]() ![]() | ||
o | Cité | 4e | |||
o | Saint-Michel | 5e, 6e |
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o | Odéon | 6e |
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o | Saint-Germain-des-Prés | 6e | |||
o | Saint-Sulpice | 6e | |||
o | Saint-Placide | 6e | |||
o | Montparnasse — Bienvenüe | 6e, 14e, 15e |
![]() TER Centre TER Basse-Normandie grandes lignes | ||
o | Vavin | 6e, 14e | |||
o | Raspail | 14e |
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o | Denfert-Rochereau | 14e |
![]() ![]() | ||
o | Mouton-Duvernet | 14e | |||
o | Alésia | 14e | |||
o | Porte d'Orléans | 14e |
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(Les stations en gras servent de départ ou de terminus à certaines missions)
Six stations de la ligne 4 ont changé de nom au fil des ans :
Cinq stations de la ligne possèdent une décoration culturelle thématique originale.
Réaumur - Sébastopol dispose d'une exposition interactive consacrée au conservatoire national des arts et métiers (CNAM) situé à proximité. Des écrans à cristaux liquides présentent des interviews et courts-métrages sur l'enseignement du conservatoire.
Barbès - Rochechouart présente dans des vitrines des documents sur l'occupation de Paris durant la Seconde Guerre mondiale, dont des extraits de journaux, des photos et une carte illustrant l'insurrection de Paris en août 1944.
Odéon possède une vitrine sur le quai 2 en direction de Porte de Clignancourt consacrée à Danton. Elle expose un buste du révolutionnaire ainsi qu'une copie du décret proclamant la Première République en 1792.
Saint-Germain-des-Prés est dotée d'une décoration évoquant l'histoire de la création littéraire dans le quartier. Des extraits d'œuvres littéraires sont projetés sur la voûte, la station étant dépourvue des habituels panneaux publicitaires. Des vitrines présentent des récits de jeunes talents de la littérature.
Montparnasse - Bienvenüe associe au nom du quartier qu'elle dessert celui du père du métro de Paris, Fulgence Bienvenüe. Elle a ainsi été naturellement choisie comme lieu d'exposition sur la technologie du réseau et l'histoire littéraire du métro en l'an 2000 lors de son centenaire. De nombreux extraits d'ouvrages citant le métro ornent en particulier le grand couloir de correspondance équipé de tapis roulant.
Par ailleurs, deux stations possèdent une structure originale : la structure métallique de Cité et Saint-Michel a été montée sur la voirie et foncée dans le sol à leur construction. On accède aux stations par un puits elliptique également métallique. La station Cité est éclairée de façon particulière, avec une lumière verte.
Mouton-Duvernet a été la première station rénovée durant les années 1970 avec un carrelage orange typique qui a rapidement été surnommé le « style Mouton ». Cependant elle est redevenue une banale station classique au carrelage blanc depuis le 13 mars 2007 dans le cadre du programme « renouveau du métro ».
La ligne compte quatre raccordements avec le reste du réseau :
Le matériel roulant de la ligne 4 est entretenu aux ateliers de Saint-Ouen, s'étendant sur une surface de 34 000 m2 et ouverts en 1908. Ils sont raccordés sur l'arrière-gare du terminus et situés sur cette commune juste au nord de Porte de Clignancourt. Ces ateliers assurent l'entretien courant des rames (AMT) mais également la maintenance lourde et la révision des matériels MF 77 des lignes 7, 8 et 13 ainsi que des véhicules auxiliaires. Ils sont par ailleurs spécialisés dans la révision des équipements électroniques de la totalité des matériels du réseau. En 2007, 60 agents y sont affectés à la maintenance des trains, 220 à la maintenance des équipements. Un poste de visite (CDT) situé à Porte d'Orléans (fosses de visite sur le quai 2 direction Porte de Clignancourt) permet de réaliser des opérations de maintenance légère et le dépannage de premier niveau. À la mise en service du prolongement à Mairie de Montrouge, le poste de visite sera transféré dans l'arrière-gare de cette station.
La maintenance lourde et la révision régulière (batteries, bobinages, peintures) du matériel de la ligne 4, comme de tous les matériels sur pneumatiques du réseau, se déroule aux ateliers de Fontenay. Ils sont situés dans le prolongement des voies de la ligne 1 au-delà du terminus Château de Vincennes. Ils se décomposent en deux entités distinctes : un atelier de maintenance pour les rames de la ligne 1 (AMT) et un atelier de révision de l'ensemble des rames sur pneumatiques du métro. L'ensemble qui occupe une surface totale d'environ 39 000 m2 a été modernisé au début des années 1960 pour l'arrivée du matériel MP 59 ; puis les bâtiments ont été reconstruits pour l'arrivée du MP 89 durant les années 1990. Ces ateliers sont également reliés au réseau ferré national via les voies du RER A. Trois cent trente agents sont affectés à cet atelier en 2007.