Metropolis a été présenté en avant-première internationale au Fantasia International Film Festival le 29 juillet 2001. Le film a fait ses débuts aux États-Unis au Egyptian Theatre le 17 août 2001. Cependant, la sortie cinématographique officielle en Amérique du Nord a été assurée par TriStar Pictures et Destination Films le 25 janvier 2002, dans 10 grandes villes. Le film a remporté le prix du mei

Metropolis a été présenté en avant-première internationale au Fantasia International Film Festival le 29 juillet 2001. Le film a fait ses débuts aux États-Unis au Egyptian Theatre le 17 août 2001. Cependant, la sortie cinématographique officielle en Amérique du Nord a été assurée par TriStar Pictures et Destination Films le 25 janvier 2002, dans 10 grandes villes. Le film a remporté le prix du meilleur film d'animation national (Domestic Feature Film) lors de la 1ère édition des Tokyo Anime Awards en 2002. La même année, il a été officiellement sélectionné pour le Festival d'Annecy et nommé dans la catégorie Cristal pour le long métrage. Il a également reçu le Prix d'Excellence (Achievement Award) au Tokyo Anime Award Festival 2023. Au Japon, Metropolis est sorti en Blu-ray et DVD par Bandai Namco Arts Inc. : un DVD simple le 7 décembre 2001 ; un coffret Blu-ray et DVD le 23 novembre 2007 ; et un Blu-ray simple le 25 juillet 2008. En Amérique du Nord, le film est sorti en DVD double disque par Columbia TriStar le 23 avril 2002. Sony Pictures a publié la version Blu-ray en un seul disque le 21 février 2017. Mill Creek Entertainment a également sorti un Blu-ray simple le 5 juin 2018, et un coffret Blu-ray et DVD le 30 octobre 2018.