Wie schon erwähnt, hatte auch die AEG sowohl Untergrund- als auch Hochbahnpläne vorgestellt. Manche davon waren schon sehr gewagt, andere waren durchaus realistisch. Schließlich legte AEG 1907 einen Plan für eine Nord-Süd-U-Bahn von Gesundbrunnen nachNeukölln vor. Die Verhandlungen mit Berlin waren sehr zäh, bis sich schließlich die beiden Parteien 1912 auf einen Vertrag einigen konnten. Denn es drohte der bereits erwähnte Zweckverband, der das U-Bahn-Projekt nicht akzeptieren wollte.
In dem Vertrag wurde der ungefähre Streckenverlauf sowohl mit U- als auch mit Hochbahn-Abschnitten festgelegt. Die Linie sollte als Hochbahn in der Schwedenstraße beginnen, dann weiter über die Badstraße und die Brunnenstraße und weiter zum Humboldthainverlaufen. Dann sollte die Linie als U-Bahn über die Brunnen-, Rosenthaler- und die Münzstraße weiter zum Alexanderplatz führen. Durch die Litten-, Brücken- und Neander-, und Dresdener Straße sollte die U-Bahn zur Kottbusser Straße gehen. Außerdem gab es eine Festlegung darauf, dass die neue Linie im Großprofil gebaut werden sollte.
Der Bau begann 1912. Ähnlich wie Siemens & Halske die Hochbahngesellschaft, hatte auch die AEG mit der AEG-Schnellbahn-AG eine Tochterfirma gegründet. Diese führte alle Bauarbeiten aus. Doch bis zum Ersten Weltkrieg wurden nur wenige Tunnelabschnitte fertiggestellt, unter anderem die Unterführung der Spree an der Jannowitzbrücke. Schließlich war die wirtschaftliche Lage der AEG so schwierig, dass sie im Oktober 1919 alle Bauarbeiten einstellte. Darauf klagte die Stadt Berlin erfolgreich gegen die AEG. Schließlich musste die AEG-Schnellbahn-AG liquidiert werden. Die Stadt Berlin erhielt nun alle bereits gebauten Tunnelabschnitte. Berlin wollte die Linie in Eigenregie fertigbauen, war aber noch an die Bauarbeiten zur ersten Nord-Süd-U-Bahn gebunden. Erst 1926 konnten die Bauarbeiten an der GN-Bahn (nach den beiden Ortsteilendpunkten Gesundbrunnen und Neukölln) fortgesetzt werden. Der Wechsel des Bauherrn hatte Vorteile für Berlin, denn man korrigierte einige Abschnitte, zum Beispiel den nördlichen Hochbahnabschnitt, der ganz wegfiel, und den Verlauf zwischen Alexanderplatz und Jannowitzbrücke sowie Moritzplatz und Kottbusser Tor.
Zuerst begannen die Bauarbeiten im südlichen Bereich der GN-Bahn, sodass am 17. Juli 1927 zwischen Boddinstraße und Schönleinstraße der Betrieb aufgenommen werden konnte. Zwischen diesen Stationen lag auch der bereits erwähnte U-Bahnhof Hermannplatz, an dem die Fahrgäste zum ersten Mal zwischen zwei verschiedenen Großprofillinien umsteigen konnten. Dabei berücksichtigten die Projektanten vorsorglich, dass im Zuge des Nord-Süd-U-Bahn-Baus auch ein Überführungsgleis zwischen beiden Linien benötigt wurde. Dann fingen die Bauarbeiten weiter nördlich an. Am U-Bahnhof Kottbusser Tor wurde der bereits erbaute Hochbahnhof verschoben, um eine günstige Umsteigesituation zu schaffen. Der Betrieb der Stammstrecke erfolgte über Holzviadukte weiter.
Nun lag es nahe, die Linie weiter über die Dresdener Straße zur Neanderstraße (heute: Heinrich-Heine-Straße) verlaufen zu lassen. Doch hatte der Wertheim-Konzern den Vorteil einer U-Bahn-Anbindung auch erkannt (ähnlich wie Karstadt am Hermannplatz) und so bezahlte dieser fünf Millionen Mark für eine Planänderung. Die GN-Bahn sollte nun zum Moritzplatz schwenken und dann eine scharfe Kurve zur Neanderstraße machen. Am U-Bahnhof Moritzplatz gab es einen direkten Zugang zu dem im Zweiten Weltkrieg zerstörten Wertheim-Kaufhaus.
Darauf folgte die Linie der Neanderstraße und endete vorläufig am gleichnamigen Bahnhof (heute: U-Bahnhof Heinrich-Heine-Straße). Die Strecke Schönleinstraße – Neanderstraße wurde am 6. April 1928 eröffnet. Ein Jahr später im August 1929 wurde südlich des Bahnhofs Boddinstraße noch eine weitere Station eröffnet, der Bahnhof Leinestraße.
Hinter dem Bahnhof Neanderstraße folgte die nun bereits erbaute Spreeunterführung. Da diese aber korrigiert werden musste und dieJannowitzbrücke sowieso schlechten Zustandes war, wurde eine ganz neue Brücke mit Unterquerung errichtet. Der alte Tunnel (auch „Waisentunnel“ genannt) wurde später für ein Betriebsgleis zwischen der U2 und U8 verwendet.
Am Alexanderplatz zog sich der U-Bahn-Bau lange hin, denn die Situation wurde für eine gänzliche Umgestaltung des Platzes genutzt. Es mussten einige Gebäude abgerissen werden, darunter das Haus mit den 99 Schafsköpfen. Auch wurden, wie bereits erwähnt, einige Korrekturen am Streckenverlauf vorgenommen, und somit die GN-Bahn wesentlich besser in den öffentlichen Nahverkehr integriert.
Am Alexanderplatz erbaute man einen für damalige Zeiten riesigen Umsteigebahnhof für U-Bahn, S-Bahn, Straßenbahn und Omnibus. Damals entstand auch die sogenannte „Mutter aller unterirdischen Ladenpassagen“. Heute wirkt sie im Vergleich zum Beispiel zur PassageAn der Hauptwache in Frankfurt am Main eher bescheiden.
Auf einer Karte erkennt man den Bahnhof Alexanderplatz als „H“. Den östlichen Schenkel des „H“s bildet der schon 1913 eröffnete U-Bahnhof der heutigen U2, den westlichen Schenkel der damals erbaute Bahnhof der GN-Bahn (heute: U8). Das Mittelstück bildet das Ende der damals schon in Bau befindlichen U-Bahn-Strecke unter der Frankfurter Allee (heute: U5). Hier wurden zwei parallele Bahnsteige mit insgesamt vier Gleisen erbaut: Die beiden inneren Gleise für die heutige U5 und die beiden äußeren für eine geplante Linie vom Potsdamer Platz nach Weißensee.
Im weiteren Verlauf gab es keine großen Hindernisse mehr, größtenteils waren bereits errichtete Tunnel der AEG-Schnellbahn-AG vorhanden. Am 18. April 1930 wurde der Abschnitt Neanderstraße – Gesundbrunnen eröffnet.
Der Linienbetrieb wurde wie schon bei der anderen Großprofillinie auf die Hochbahngesellschaft übertragen.
