8号线一期线路出站后沿中北大道、芥园西道向东敷设，随后线路向南进入延安路、雅安道敷设至绿水公园，下穿简阳路立交桥转向天拖北道，下穿红旗路后沿鞍山西道、鞍山道前行。下穿卫津路后，沿新兴路、西康路前行，过成都道后，向东转向下穿天和医院、团圆里小区过马场道后，进入永安道、琼州道敷设，随后线路进入解放南路敷设，线路到达潭江道后向东转向进入潭江道敷设,下穿长泰河后沿泗水道敷设，于梅林路交口设长泰河东站，出站后线路转向微山路敷设，至渌水道交口北侧渌水道站前，到达本线的正线设计终点。
8号线一期工程线路全长23.36km，全部采用地下敷设方式，共设21座地下站，线路建成后与6号线工程(渌水道站~咸水沽西站)贯通运营。
其中，8号线南段（工程名为6号线二期）已经开工，线路正线总长14.34公里，设9座车站，依次为渌水道站、双港站、景荷道站、景荔道站、天津大学北洋园校区站、海河教育园区站、南开大学津南校区站、和慧南路站、咸水沽西站，线路途经河西区、津南区和海河教育园区。