广州地铁8号线的历史发展可以追溯到1998年7月28日，当时旧二号线的首个工点——海珠广场站开始施工。2001年8月23日，客村站完成封顶，这座车站后来成为八、三号线的换乘站，而非最初的二、三号线换乘点。
2003年6月28日，晓港至琶洲段（现为8号线的一部分）启用，全长18.28公里。2005年12月26日，2号线的琶洲至万胜围段调整开通，这部分线路随后并入了8号线。同年，加拿大庞巴迪集团交付了其生产的第1000辆地铁车辆，由广州地铁总经理卢光霖接收。
2009年7月19日，二/八号线盾构1标隧道顺利贯通，标志着二/八号线的隧道建设全面完成。2010年1月18日，首列增购的二/八号线列车投入运营，曾在晓港至万胜围段运营，目前服务于2号线。同年3月30日，延长线的供电设备安装完毕。
2010年5月15日，一场暴雨导致磨碟沙地铁站进水，二号线（现为8号线）赤岗至万胜围区间暂停服务。同年9月，为配合线路调整，旧二号线暂停全线服务，新线路——广州南站至嘉禾望岗站和昌岗至万胜围站开通试运营，但沙园站等因业主反对而暂未开放，乘客需在昌岗站折返。
最终，2010年11月3日，8号线西延段（昌岗站至凤凰新村站）正式投入使用，标志着这一重要里程碑的完成，为广州市民带来了更加便捷的交通网络。
广州地铁8号线大致呈东西走向，东起于海珠区新港东路万胜围站，西至于海珠区工业大道北凤凰新村站。 线路呈“L”型走向，起始于海珠区新港东路，然后向西，穿过华南快速干线、黄埔涌、新港中路，过客村立交进入新港西路，再穿晓港立交，沿昌岗东路向西延伸，在与江南大道交汇处设有昌岗站与2号线换乘。线路继续往西到达鹤洞大桥东侧，随后转向北进入工业大道，最终到达工业大道北与南田路交汇处的终点站凤凰新村。