Agli inizi del XXI secolo è stato predisposto un progetto per trasformare la storica tranvia Milano-Carate/Giussano, dismessa nel 2011, secondo i parametri di una moderna metrotranvia.[2] Il progetto prevede il raddoppio dei binari fino a Cascina Calderara (nel comune di Paderno Dugnano), permettendo l'impiego delle motrici urbane monodirezionali. La linea resterebbe a binario singolo per il resto del tracciato. La metrotranvia verrebbe estesa fino a Seregno e alla sua stazione ferroviaria, seguendo un percorso diverso da quello esistente fino al 1982, dato che si abbandonerebbe il tracciato tranviario nel centro di Desio insieme all'attuale deposito. Quest'ultimo verrebbe sostituito da una nuova infrastruttura posta a cavallo dei territori comunali di Desio e Seregno.[3]
Dopo aver ottenuto i finanziamenti dal CIPE alla fine del 2008 ed essere stato approvato lo schema di accordo tra Regione Lombardia, Provincia di Milano e i comuni interessati nel maggio 2009, i lavori sarebbero dovuti partire nel corso di quell'anno ma sono stati più volte rinviati a data da destinarsi[4] (all'epoca il costo complessivo degli interventi si aggirava attorno ai 128,53 milioni di euro).[5]
Nel 2017, i cantieri risultavano avviati e si stava procedendo con l'opera di spostamento dei sottoservizi e delle interferenze presenti lungo il percorso, così da procedere in un seconda fase con la posa dei binari e dei relativi impianti,[6] finché il progetto fu nuovamente congelato, sulla base di una serie di cavilli burocratici.[7] Parallelamente ATM si era impegnata in quel periodo ad aprire un bando per l'acquisto di nuove vetture tranviarie da destinare sia alla Milano Seregno sia alla Milano Limbiate.[8]
Agli inizi del 2023 viene firmato tra la città metropolitana di Milano e la ditta appaltatrice CMC di Ravenna il contratto per la realizzazione della metrotranvia,[9][10] i cui cantieri sono stati avviati tra marzo e aprile,[11] con l'obiettivo di concludere l'opera nel giro di 38 mesi.
La lunghezza complessiva prevista è di 14,3 km, di cui 7,9 km a doppio binario, tra le fermate di Milano Parco Nord e di Calderara, a Paderno Dugnano, e 6,4 km a binario singolo, per la restante parte di tracciato fino alla stazione di Seregno, con raddoppi agli incroci.[1] La nuova linea si collegherà alla rete tranviaria di Milano presso la fermata di Milano Parco Nord, dove al 2023 fa capolinea la linea 4.
Nel progetto sono previste venticinque fermate poste a una distanza media di 540 m.[1]
La tranvia sarà inoltre servita da un deposito tranviario dedicato, previsto al confine tra Desio e Seregno.[1]