L'automatisation intégrale de la ligne, c'est-à-dire qui vise à supprimer le poste de conducteur au sein des véhicules, est décidée par la RATP. Elle doit se faire sans interruption de trafic, ce qui est une performance pour une ligne très fréquentée en exploitation. Le 7 novembre 2005, un contrat de 30,8 millions d'euros est signé avec Siemens Transportation Systems, qui a déjà réalisé l'automatisation de la ligne 14, grâce au système d'automatisation de l'exploitation des trains (SAET). Ce marché porte sur les équipements de pilotage automatique intégral fixes (en voie et locaux techniques), et les équipements embarqués à bord des 49 nouvelles rames de la ligne de type MP 05, le système de transmission de données (radio et réseau) et le poste de commande centralisé (PCC). Ces systèmes sont constitués par les technologies Trainguard MT CBTC pour les automatismes et Airlink pour les communications radio.
Début 2007, les premiers travaux de mise en place sont mis en œuvre, peu décelables du grand public hormis quelques incidences sur le trafic : remplacement du câblage, remplacement progressif des signaux pour de nouveaux plus lumineux, installation d'un nouvel aiguillage afin d'utiliser l'ancienne boucle de la porte Maillot comme atelier de maintenance des trains, etc.
Les travaux les plus visibles sont notamment constitués par la pose de portes palières mi-hautes de 2009 à 2011, le nez des quais (en bordure de la voie) ne supportant pas le poids des portes intégrales, analogues à celles de la ligne 14. Après l'équipement du quai central, généralement fermé au public, de la station Porte Maillot fin 2008, la station Bérault en est la première équipée en février 2009 puis la station Pont de Neuilly en juin 2009. Des portes de différents modèles ont été testées dans certaines stations de la ligne 13 de février à août 2006 (Les tests ont été prolongés jusqu'en janvier 2007 étant donné leur succès). La RATP a finalement retenu le modèle de portes de Kaba en mars 2007, qui devaient être posées progressivement de nuit dans les vingt-cinq stations de la ligne entre décembre 2008 et l'été 2010. Toutefois le retard pris par le chantier reporte la pose des dernières façades de quai au printemps 2011. Les stations sont également fermées, une par une, un week-end complet depuis fin 2008 afin de rehausser les quais de quelques centimètres et leur permettre d'être mis précisément au même niveau que le plancher des rames.
En 2012, la ligne doit être intégralement automatisée et ressembler à la ligne 14. Elle deviendrait ainsi l'une des premières lignes au monde transformée en ligne automatique intégrale et non conçue comme telle dès le départ. Le matériel roulant sera le MP 05 qui remplacera progressivement les MP 89 actuels du printemps 2011 à 2012, lesquels seront transférés sur la ligne 4. Pendant la période de transition, des rames automatiques circuleront en même temps que des rames avec conducteur, situation rendue possible par le SAET.
Selon le Schéma directeur de la région Île-de-France (SDRIF), adopté par délibération du Conseil régional d'Île-de-France le 25 septembre 2008, la ligne 1 doit être prolongée en phase 1 (2007-2013) jusqu'au Carrefour des Rigollots à Fontenay-sous-Bois et la gare du Val de Fontenay, en utilisant en partie un tronçon de voies préexistant (de la station Château de Vincennes à l'atelier de maintenance RATP de Fontenay-sous-Bois). Ce prolongement a longtemps été réclamé par un collectif d'élus locaux et d'habitants, ce qui a permis son inscription au SDRIF. Il permettrait de desservir le quartier éponyme et de désengorger la ligne de bus RATP 118.
En juin 2006, les maires de Vincennes et de Fontenay ont décidé de financer une étude de faisabilité technique et financière réalisée par la RATP. Cette étude, rendue publique en novembre 2006 à Vincennes, a conclu à la faisabilité du projet et à sa rentabilité financière, avec 11 000 entrants par jour et six millions de voyageurs par an sur cette section estimée à 175 millions d'euros (valeur 2006). Afin de donner un intérêt régional au projet, un prolongement jusqu'à Val de Fontenay est également inscrit dans le SDRIF.
Le projet de SDRIF dévoilé par la région en février 2006 prévoit le prolongement de la ligne après la station La Défense jusqu'à La Folie (La Défense - Ouest) en phases 2 et 3, c’est-à-dire entre 2014 et 2030.
Un prolongement vers Place de la Boule à Nanterre puis, plus loin, vers Rueil-Malmaison, a été envisagé. La solution privilégiée semblait être de faire passer la ligne sous la Nationale 13, très fréquentée par les bus. En définitive, ce tracé pourrait être remis en cause par le prolongement à La Folie même s'il serait encore possible de prolonger le métro jusqu'à La Boule via la préfecture des Hauts-de-Seine sous l'avenue Joliot Curie. Toutefois, ce projet n'a pas été inscrit au SDRIF, ce qui renvoie le projet à l'horizon 2030 ; d'ici là, il pourrait être abandonné au profit d'Arc Express qui doit arriver à La Défense puis pourrait continuer en direction de Rueil-Malmaison.