地铁复兴门站施工现场
规划进入实质阶段后，另一个选择摆在中国领导人面前:是学习苏联地铁全线深埋入地面60米以下，还是像大多西方国家那样浅埋在地下5至12米？这个看似简单的选择题，在筹建地铁的十几年当中，竟然几经变化。
1956年开始，地质部901大队负责地铁建设的地质勘探工作。勘探结果表明，北京西部的地下粘土层在地面40米以下，东部则在120米以下，而地铁最好是修建在不透水的粘土层中。根据北京的地质特点，一些苏联专家主张北京地铁学习苏联全线深埋。
深埋比浅埋施工难度大，技术要求高，投资也大。这些人力、物力的投入，对于刚刚成立不到10年的新中国来说都是一个巨大的负担。但从战备考虑，深埋比浅埋具有很多无法比拟的好处。
尽管有诸多困难，但在“战备为主，兼顾交通”的总原则下，北京地铁还是确定为深埋。
建国之初，我们的城市建设往往与战备紧密联系。最典型的例子是对长安街宽度的争论。当时，很多人对长安街100至120米的宽度提出质疑，批评这是“大马路主义”。建筑学家梁思成曾幽默地说:“西长安街太宽，短跑家也要跑十一秒钟，一般的人走一趟要一分多钟，小脚老太婆过这条街道就更困难了。”但另一方面的观点，却认为这个宽度很合适，一旦战争爆发，长安街可以作为飞机跑道。
对于地铁这个“战备工程”，满足战备要求自然是首选。
1958年，北京地铁考察团赴苏联和东德考察，并要求苏方对带去的路网规划和埋设深度两个问题帮助审议。对于路网的方案双方意见比较一致。但对埋深问题的看法，却发生了微妙的分歧。苏联专家竟然一致推荐浅埋。回国后，考察团向中央有关方面作了汇报。令人吃惊的是，虽然中央了解“深埋”的困难，但仍决定北京地铁全线深埋于地面150米以下。
1959年，北京地铁设计处的专家们开始对深埋方案展开设计。设计中，他们发现困难远比之前预想得大。根据新的地质勘探资料，北京地下岩层有较厚而破碎的风化层，地铁的实际埋深将超过原来估算的深度。地铁北京站埋深将达到160米，而红庙附近将达到200米，相当于60层楼那么高。“这样的深度，电梯的长度至少要400米。这种超长电梯，我们根本无法生产。供电中断怎么办？电梯出现故障怎么办？乘客根本出不来。如果遭到破坏，漏水，就更麻烦了。”时任工程处总工的谢仁德老人，今年已经95岁，他在京西的寓所艰难地向记者回忆着40多年前的往事。虽然叙述断断续续，但记者仍能感受到他当时的焦虑。
后来，设计人员们不得不把目光重新集中到苏联专家建议的“全线采用防护性结构浅埋明挖”的方案上来。经过严密地计算和比对，他们认为这种方法不但克服了深埋的诸多不利，也同样能达到防护的战备目的。
1960年1月，利用中央军委扩大会议在广州召开的机会，谢仁德向周总理、总参和六位元帅作了汇报。同时，在公主坟和木樨地为深埋方案打的两眼竖井也得出了深埋难以实行的实证。这两眼竖井，直径6米，深为100米和120米。那时候，北京还不是一个缺水城市，地面2米以下就有水。“那水大到什么程度？每24小时就有200立方米的水渗出，而且水压很大。”当时作为技术人员参加过竖井开挖的王梦恕这样回忆。时任国防部长、中央军委副主席的林彪专程来到木樨地，乘坐升降机到达井下，看到地下30多米，水就再也抽不干了。
这年5月，北京地铁修建委员会传达了中央正式批准北京地铁采用“浅埋明挖”方案的决定。一场关于深埋还是浅埋的讨论终于尘埃落定。但此前一直属意深埋方案的原因，直到1965年才揭开。那年举行的北京地铁一期工程开工典礼上，时任北京市市长的彭真说，莫斯科、列宁格勒的地下铁道都是深埋，但是我们请来的专家却异口同声主张浅埋，因而对其用心深表怀疑。
事后人们才知道，那时候中苏关系已经出现了裂痕。
