在完成一、二号线建设之后，沈阳接下来计划相继启动四、九、十号线地铁建设。目前，市地铁建设指挥部已完成新一轮地铁建设规划，分别为地铁四号线一期工程、九号线一期工程和十号线工程，线路全长118公里，均为地下线路，计划在2018年前陆续建成。
地铁四号线一期工程南起新沈阳南站，北至朱尔屯，线路全长32公里，设车站23座；地铁九号线一期工程起于塔湾街站，终点为石庙子站，线路全长36公里，设车站29座；地铁十号线工程北起丁香湖公园北侧，终点苏家屯站，线路全长约50公里，设车站33座。其中，拟在“十二五”期间建设地铁十号线一期工程和地铁九号线一期工程，共计59公里。
据悉，本轮地铁建设规划已通过国家发改委委托中咨公司组织的专家评估，评估报告已上报至国家发改委，并通过了国家环保部组织的环评和国家住建部组织的初审。在报批新一轮建设规划的同时，市地铁建设指挥部同步编制了四、九、十号线可行性研究报告，现已基本完成。