广州地铁6号线一期长24.3KM,设车站22个;一期工程(浔峰岗—长湴):浔峰岗、横沙、沙贝、河沙、坦尾、如意坊、黄沙、文化公园、一德路、海珠广场、北京路、越秀南、东湖、东山口、区庄、黄花岗、沙河顶、沙河、天平架、燕塘、天河客运站、长湴。其中浔峰岗、横沙、沙贝为高架车站。二期长17.6KM,设车站10个。二期工程(长湴—香雪):华南植物园、龙洞、柯木塱、高塘石、黄陂、香山路、科学城东、暹岗、萝岗、香雪。
六号线起点为广州西面的金沙洲地区的浔峰岗,高架跨过北环高速公路后沿金沙洲路中央往东南方向前进,于沙凤村东侧以白沙河大桥横跨珠江支流,连接到大坦沙岛之沙头顶。之后线路转向正南,由高架转入地下隧道,往南至双桥路侧与五号线换乘。线路下穿广茂铁路后,斜穿珠江支流,于旧广州南站范围内多宝路处设如意坊站。线路沿黄沙大道往南抵达大同路处的黄沙站,与一号线换乘。之后线路沿六二三路,穿过文化公园,人民南路,沿一德路抵达海珠广场与二号线换乘。绕过广州解放纪念碑后,依次经过泰康路、万福路、越秀南路后,穿过东华南路及大沙头路附近的一大片建筑物,抵达东山湖公园。隧道下穿东山湖,折往东北方向,沿东山大街、龟岗大马路、署前路,与一号线再次换乘。随后线路辗转沿农林下路往北,于区庄站与五号线再次换乘。之后线路以小半径曲线转入先烈中路、先烈东路,再转入广州大道北、兴华路,与三号线主线在燕塘站换乘。线路沿燕岭路往东北行进,于天河客运站与三号线支线换乘,最后沿天源路[广州市政学校]抵达终点长湴。