在2013年底， 第二次冷战爆发为第三次世界大战， 超过20000颗弹头被使用，全世界主要城市均被摧毁，人们躲到地铁里生活。
主角阿尔乔姆在战前出生，在地铁内长大。其对战前的世界记忆非常模糊。生父不明，可能在战争中丧生。战争开始时和母亲逃入地铁，但不久以后母亲植物园站的鼠灾丧生，植物园站毁灭。阿尔乔姆被退役的骑兵团成员，现任展览馆站站长的阿雷克斯收养。
年幼的阿尔乔姆不断长大，对母亲的印象的印象愈发模糊。为了寻回对母亲的记忆，他和其他小伙伴偷偷去植物园站探险，并打开了通往地表的气闸门。在那里，阿尔乔姆企图回忆与母亲在这里游玩的经过——坐地铁来到植物园，母亲给他买了一个冰激凌——但他怎么也想不起来母亲的面孔。在他发呆的时候，受到了守望者的袭击。来不及逃跑的阿尔乔姆遭遇了黑裔，这应该是黑裔第一次与人类接触。黑裔驱赶了守望者救下了阿尔乔姆，并第一次成功和阿尔乔姆沟通，传达出了友善的信息，并帮助阿尔乔姆回忆出母亲的面庞。可能是因为孩童时期的阿尔乔姆的大脑比较灵活吧，他并没有出现和其他人一样的不适应症状（头痛，昏厥甚至死亡）。按照最后曙光里“小天使”的说法，“他很早以前就适应了”。
无论如何，这次经历在阿尔乔姆的心理埋下了种子，所以当他在长大后再次遭遇黑裔时，心中一直无法确定这个看似危险的生物就是是好是坏。作为唯一可以和黑裔交流而不受伤害的人类，他成为了黑裔与人类达成协议的关键。
现在来说一下地铁的世界观。战后的幸存者躲在地铁的隧道里，各个车站形成了如同国家或者小镇一样的东西，若干个车站还会形成联盟政权。车站之间会进行贸易交往，或者发动战争。阿尔乔姆长大的车站以生产优质的蘑菇茶叶而在地铁间闻名——是的，地铁中缺少植物生长所需的阳光。除极少车站有充足的电力可以用日光灯种植植物以外，绝大部分车站的人民通过种植无需日光的蘑菇来获取必要的营养。另外就是很幸运的有一小批牲畜在战前偶然进入了地铁，因此成为无价的蛋白质来源。另外，虽然明知有摄入辐射物质的危险，那些没有牲畜的边缘车站会吃老鼠，地下河钓上来的鱼，变异体，甚至出现人吃人的情况。
战后的世界环境极端，因此地铁中势力较大的车站联盟也都是些极端分子——红色战线，第四帝国,和汉莎联盟。红色战线用共产主义思想，用统一、平等秩序等来统领车站。第四帝国则是纳粹主义，利用民族净化思想来统领车站。但其实第四帝国和红色战线的本质都是法西斯，靠战争，仇恨和仇恨维持自身的政权稳定。和战前的世界没有任何两样。按照阿尔乔姆的话，“世纪末日没能组织我们为了意识形态自相残杀。”但其实这里意识形态只是一个幌子，利益才是真正的驱动力。
最后曙光里我们更进一步的看清了第四帝国和红色战线两者长期征战如何取得平衡。第四帝国实际控制的范围很小，但是这些车站有很多的设备和资源，因