Почти с первых лет существования Московского метрополитена предполагалось использовать его в качестве объекта гражданской обороны. В апреле 1941 года вышло постановление Совнаркома, согласно которому метрополитен должен был быть приспособлен под массовое бомбоубежище. Во время Великой Отечественной войны здесь скрывались от авианалетов тысячи москвичей.
После войны новые станции проектируются с учетом возможного использования потенциальным противником оружия массового поражения: атомного, химического и бактериологического. Вентиляционные шахты оборудуются фильтрами. На перегонах строятся санузлы, рассчитанные на обслуживание большого количества людей (в мирное время не используются)[15].
В тоннелях, а также на выходах со станций метро сооружаются герметичные двери (гермозатворы). Они могут выдержать воздействие взрывной волны, а также способны предотвратить затопление станций и тоннелей в случае наводнения. На случай отключения городского электропитания предусмотрены дизельные электростанции. Их мощности достаточно для поддержания освещения и вентиляции.
Персонал Московского метрополитена до сих пор регулярно проводит учения гражданской обороны.
15 октября 1941 года лично от Л. М. Кагановича поступил приказ закрыть Московский метрополитен, в течение 3 часов подготовить предложения по его уничтожению, как стратегически важного объекта. Метро предполагалось уничтожить, а оставшиеся вагоны и оборудование вывезти. Утром 16 октября 1941 года в день паники в Москве метрополитен впервые не был открыт. Это был единственный день в истории московского метро, когда оно не работало. К вечеру приказ об уничтожении метро был отменен.
Строительство третьей очереди Московского метрополитена началось еще до начала Великой Отечественной войны, в 1940 году. В первые месяцы войны строительство было заморожено, однако возобновилось уже в мае 1942 года, после отвода угрозы захвата Москвы. Были введены в строй два отрезка пути: в январе 1943 года – «Площадь Свердлова» – «Завод имени Сталина» (с 1956 года «Автозаводская») (с пересечением Москвы-реки в глубоком тоннеле; станции «Павелецкая» и «Новокузнецкая» были открыты позже, в ноябре 1943 года), а в январе 1944 года – «Курская»– «Измайловский парк» (с 2005 года «Партизанская») (4 станции). На 7 станциях, построенных в военное время, имеются памятные таблички с надписью «Сооружено в дни Отечественной войны».
После войны началось строительство четвертой очереди метрополитена – Кольцевой линии и глубокой части Арбатской линии от «Площади Революции» до «Киевской». Кольцевую линию первоначально предполагали строить под Садовым кольцом. Первая очередь линии – от «Парка культуры» до «Курской» (1950) расположена как раз под Садовым кольцом. Но позже было решено строить северную часть Кольцевой линии на 1–1,5 км от Садового кольца, таким образом обеспечивая доступ к семи из девяти вокзалов столицы. Вторая очередь Кольцевой линии открылась в 1952 году («Курская»– «Белорусская»), а в 1954 году строительство линии было завершено.
Строительство глубокой части Арбатской линии было связано с началом холодной войны. Станции глубокого заложения должны были служить бомбоубежищами в случае ядерной войны.
После завершения строительства линии в 1953 году верхняя часть линии (от «Калининской» до «Киевской») была закрыта, но в 1958 году открылась вновь как часть Филевской линии. С 12 декабря 1951 года в поездах метро стали объявлять станции. Сначала станции объявлялись машинистом. С февраля по октябрь 1953 года на Кольцевой линии впервые прошло испытание системы громкоговорящего оповещения пассажиров. С 29 декабря 1953 года на Кольцевой линии все поезда оборудованы системой громкоговорящего оповещения. С 1972 года поезда оборудованы системой оповещения на всех линиях.
С 1955 года в связи с постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР «Об устранении излишеств в проектировании и строительстве» упор в развитии метрополитена был сделан на увеличение темпов строительства за счет удешевления строительства станций. На каждую станцию стали выделять определенную сумму, и в нее необходимо было уложиться. От дорогих индивидуальных проектов каждой станции стали склоняться к более дешевым типовым проектам.
В конце 1950-х и в 1960-е гг. развивалась концепция радиусов, соединенных лишь с Кольцевой линией.
В середине 1980-х годов появляется концепция скоростных хордовых линий метро, ведущих в спальные районы и аэропорты за пределами МКАД.
• Самая глубокая станция – «Парк Победы» (84 м)
• Подземная станция, расположенная ближе всех к поверхности земли – «Печатники» (5 м)
• Самая длинная станция (по длине платформы) – «Воробьевы горы» (282 м)
• Самый длинный перегон – «Крылатское» – «Строгино» (6625 м)
• Самый короткий перегон – «Выставочная» – «Международная» (500 м)
• Самый длинный эскалатор – 126,8 м, высота подъема 63,4 м («Парк Победы»)
• Самые старые эскалаторы – установлены на станции «Бауманская». Служат с 1944 года. Их планируют заменить в 2014 году.