En 1979, Nantes met en place une équipe technique puis lance un appel d'offre le 15 mars 1980. En 1981, la convention entre l'État et l'union des constructeurs est signé. 1984, la première rame circule entre Haluchère (à l'est) et Bellevue (à l'ouest) en passant par le centre-ville (commerce), la médiathèque et l'accès Nord de la gare SNCF. Le 7 janvier 1985, l'exploitation commerciale commence. Cinq ans après, la ligne est prolongée à l'est jusqu'à Beaujoire en s'arretant juste devant le Parc des Expositions de la Beaujoire. Le second prolongement s'effectue en 2000 jusqu'à "François Mitterrand" et permet de desservir la zone Atlantis ainsi que le Zénith Nantes Métropole. Avant son extension vers "François Mitterrand", la liaison entre "Croix Bonneau" et "Mendès-France Bellevue" était effectuée par un tronçon desservant les stations "Jamet" et "Romanet", qui est aujourd'hui utilisé à des fins uniquement techniques. Seul le nom de "Romanet" à été réattribué à une nouvelle station située à proximité de l'ancienne, la station "Jamet" ayant été quand à elle définitivement supprimée. Le tramway dessert donc la station "Mendès-france Bellevue" via par les nouvelles stations "Jean Moulin", "Lauriers" et "Romain Rolland".
À la rentrée 2006 est mis en place des renforts et permet d'avoir en heure de pointe un tramway toute les 3 minutes entre Hôpital Bellier (est) et Gare Maritime (ouest). En septembre 2007 ce renfort sera prolongé à l'ouest jusqu'à Jamet qui sera réouverte.
En 2009, la station Haluchère sera décalé de quelques centaines de mètres et une connexion se fera avec la ligne 2 au nord de l'agglomération.