A 20. század elején jelentős elégedetlenséget váltott ki az utasokban az, hogy hat különálló társaság üzemeltette a különböző földalatti vonalakat, sok helyen az utasoknak a földfelszínen kellett gyalogolniuk ahhoz, hogy két vonal között átszálljanak. Az üzemeltetési költségek magasak voltak, emiatt több társaság pénzügyi támogatókat keresett annak érdekében, hogy külvárosi munkásnegyedek felé terjeszkedjenek, illetve hogy a korábbi vonalakat villamosítsák. Ilyen támogató volt Charles Yerkes amerikai iparmágnás, aki támogatása fejében kivívta magának a jogot a Charing Cross, Euston és Hampstead Railway (CCE&HR) megépítésére, melyen a munkákat 1900. október 1-jén megkezdték. Fél évvel később gyakorlatilag átvette a District vonal irányítását, melynek révén létrehozta a Metropolitan District Electric Traction Company (MDET) vállalatot. Ennek révén megszerezte a Great Northern & Strand Railway és a Brompton & Piccadilly Circus Railway vállalatokat 1901 szeptemberében. A munkálatokat a parlament előzetes jóváhagyásával kezdte meg a vonalakon. Később engedélyt kapott a Baker Street & Waterloo Railway vonal megépítésére is 1902 márciusában.

Pár héttel később a vállalatból kivált az Underground Electric Railways of London Company Ltd (UERL, Londoni Földalatti Villamos Vasút Korlátolt Felelősségű Társaság), amelynek tagja volt a három villamosokat üzemeltető társaság, valamint amely megvásárolta a London General Omnibus Company vállalatot is. Ezáltal létrejött egy olyan vállalat, amely meghatározta a földalatti rendszer építését egészen az 1930-as évekig.

Yerkes pénzügyi támogatásával a District vonal megnyitotta új South Harrow szakaszát, majd később összeköttetést kapott a Metropolitan Uxbridge szakaszával Rayners Lane állomásnál. Ezen a szakaszon a forgalom további hat évig nem indult meg a Metropolitan-nel való nézeteltérések miatt. 1905-re a District és az Inner Circle vonalak villamosítása lezajlott.

1906-ban megnyílt a Baker Street & Waterloo Railway, amelyet később átneveztek Bakerloo vonalra ( a két végállomás neveiben található szótagok összeolvasztásával, Baker és Waterloo), majd a vonalat meghosszabbították északon az Edgware Road-ig, délen pedig az Elephant & Castle megállóig. Ugyanebben az évben nyílt meg az MDET társaság által megszerzett Great Northern, Piccadilly and Brompton Railway vonal. A lenyűgöző 200 láb (61m) mélységű alagútjaiban a Finsbury Park-tól Hammersmith-ig üzemeltette a vonatait és a vonal később kapott egy külön megállós szakaszt Strand néven (ma Aldwych). Ugyanebben az évben (1907) a CCE&HR vállalat megnyitotta Charing Cross és Camden Town között az új vonalát további két északi irányú szakasszal, az egyik Golders Green, a másik pedig Highgate (ma Archway) felé.

A független vállalatok tovább üzemeltek a 20. században. A különálló Great Northern & City Railway új szakaszt nyitott meg 1904-ben a Finsbury Park és Moorgate között. Ez volt egy egyetlen földalatti járat, amelynek alagútátmérője lehetővé tette a normál, fővonali vasúti kocsik üzemeltetését, hiszen eredetileg a vasúti hálózat részeként tervezték. Ugyanakkor a tőke elfogyott és így önálló metróvonal maradt, azaz nem került be a vasúti hálózatba egészen az 1970-es évekig. A C&SLR vonalat kiterjesztették az Euston állomásig.

1908 elején a földalatti vasútüzemeltetők megállapodtak, hogy közösen fogják népszerűsíteni a földalatti vasutat „ the Underground” néven annak érdekében, hogy fellendüljön az utasszámuk. Ebből a célból reklámplakátok és ingyenes hirdetési felületnek helyt adó metrótérkép készült. A térkép magyarázata megnevezte a Bakerloo Railway, Central London Railway, a City& South London Railway, a Hampsted Railway, a Metropolitan Railway és a Piccadilly Railway vonalakat. További vonalakat is feltüntettek a térképen, azonban azok kevésbé feltűnő megjelenítésben szerepeltek, többnyire a járat nyomvonala mentén. Ilyen volt például az East London Railway (habár a térkép nem volt elég nagy, hogy a teljes vonal elférjen rajta) és a Waterloo and City Railway. Az integráció részeként a megállókban ekkor került fel először az Underground felirat, valamint elektromos jegykiadó automatákat helyeztek üzembe. 1913-ban készült el Edward Johnston által az azóta is érvényes, London földalatti rendszerének emblémája a piros kör, melyet középen vízszintes kék sáv metsz ketté.

1913. január 1-jén az UERL vállalat további két vonalat kebelezett be, az egyik a C&SLR, a másik a Central London Railway volt. Míg a földalatti rendszer tovább terjeszkedett, a Metropolitan vonal a folyamatból különc módon szándékosan kimaradt, hiszen továbbra is klasszikus vasúttársaságként akart a köztudatban élni. 1913-ban ajánlatot tettek a Metropolitan társaságnak a vonal beolvasztására az egységesített földalatti rendszerbe, azonban az ajánlatot nem fogadták el. A társaság – alátámasztva függetlenségét – ugyanebben az évben felvásárolta az anyagi nehézségekkel küzdő Great Northern and City Railway vállalatot.

A Metropolitan a vonal villamosítása mellett döntött. A District és a Metropolitan vállalatok megállapodtak, hogy alacsony feszültségű egyenáramú rendszert használnak az Inner Circle vonalon, ami új az eredeti sínpárral párhuzamos sín lefektetését jelentette az áram vezetése, illetve az elektromos szerelvények meghajtása miatt. 1905-óta elektromos szerelvények közlekedtek az Uxbridge szakaszon egészen a Wembley Park állomásig, ahonnan gőzmozdonyok vitték tovább a vonatot. A Hammersmith & City szakasz villamosítása 1906-ban szintén lezajlott, majd ezt követte az ELR fejlesztése 1913-ban, ugyanabban az évben, amikor azt kibővítették Whitechapel és Shoreditch között.

A Grouping Act (Csoportosítási törvény) hatálybalépését követően, 1921-től az összes anyagi nehézséggel küzdő vasúttársaságot négy vállalatba tömörítettek, a Metropolitan vállalat pedig belegyezett, hogy személyforgalom üzemeljen a vonalán. A Bakerloo vonal Queen’s Park állomásig történő meghosszabbítása 1915-re befejeződött, és 2 évvel később a vonatok már egészen a Watford Junction megállóig közlekedtek a London and North Western Railway pályáján. Az első világháború miatt a Central vonal kiterjesztése az Ealing Broadway megállóig 1920-ig késett.

Nagyobb fejlesztésnek számított az 1920-as években, hogy egységesítették, illetve kibővítették a CCE&HR és a C&SLR vonalakat, és ezzel létrejött a mai Northern Line. 1922 és 1924 között ideiglenes lezárásokra volt szükség a vonalak egységesítése és korszerűsítése miatt. A Golders Green szakaszt meghosszabbították az Edgware állomásig 1924-ben, majd két évvel később a déli végét Morden állomásig. A Metropolitan vonal Watford szakasza 1925-ben nyílt meg, és még ugyanebben az évben a vonal villamosítását Rickmansworth-ig befejezték. Az utolsó nagyobb munkálatokat 1932-ben fejezték be a vonal Stanmore állomásig történő meghosszabbításával.

1933-ban az egységes metróhálózat része lett a Cockfosters szakasz ( a Piccadilly vonal része), így a szerelvények Cockfosters, Uxbridge és Hounslow West között futottak. (lényegében a mai Piccadilly vonal, a Heathrow repülőtér és Hounslow közötti 3 állomás nélkül).