Mit der U-Bahn-Linie U4 erhielt die HafenCity 2012 einen schienengebundenen Nahverkehrsanschluss an die Hamburger City. Die rund 4 km lange Trasse verläuft in Tiefen von 20 bis 40 m unterhalb von Straßen- und Wasserflächen sowie vorhandener und geplanter Bebauung. Der Ausbau der Strecke wurde in drei Bauabschnitten durchgeführt. Abschnitt eins befasste sich mit der Ausfädelung an der bestehenden Haltestelle Jungfernstieg im Zentrum Hamburgs. Von dort wurden zwei Röhren mit einem Durchmesser von jeweils rund 5,6 m und einer Länge von ca. 2,8 km im Schildvortriebsverfahren bis zur neuen U-Bahn-Haltestelle Überseequartier erstellt. Die beiden neuen Haltestellen im Verlauf der U4, Überseequartier und HafenCity Universität, sowie die dazwischenliegende ca. 1,2 km lange Strecke wurden im dritten Bauabschnitt in offener Tunnelbauweise umgesetzt.