Станция метро «Петровско-Разумовская» впервые появляется в планах в 1938 году в составе Таганско-Тимирязевского диаметра, который трассировался от Кузьминок через центр и на север вдоль Дмитровского шоссе. По планам 1947 года станция планируется в составе Калужско-Тимирязевского диаметра (вдоль Ленинского проспекта через центр к Дмитровскому шоссе)[4]. В 1957 году были подтверждены планы 1947 года относительно Тимирязевского радиуса[5].
Строительство Серпуховско-Тимирязевской линии, в составе которой стала проектироваться «Петровско-Разумовская», было предусмотрено Генеральным планом развития Москвы 1971 года. Предполагалось ответвление от Тимирязевского радиуса в Дегунино, которое должно было начинаться от «Петровско-Разумовской». Впоследствии в районы Лианозово, Бескудниково и Дегунино было намечено строительство Дмитровского радиуса Люблинско-Дмитровской линии. Строительство линии началось с Серпуховского радиуса, который было решено продлевать через центр на север[6]. На «Петровско-Разумовской» было решено устроить кросс-платформенную пересадку[7] — что и было выполнено.
Станция «Петровско-Разумовская» была открыта с одним залом 1 марта 1991 года в составе участка «Савёловская» — «Отрадное» Серпуховско-Тимирязевской линии, после ввода в эксплуатацию которого в Московском метрополитене стало 148 станций.
При этом были оставлены заделы для строительства второго зала и организации движения двух линий. В 2011 году началось строительство продления Люблинской линии от «Марьиной рощи» к «Петровско-Разумовской» и далее на север. 29 августа 2016 года был открыт второй зал станции, в нём начали останавливаться поезда Серпуховско-Тимирязевской линии, следующие из центра. 16 сентября 2016 года началось движение поездов Люблинско-Дмитровской линии на участке «Марьина Роща» — «Петровско-Разумовская», после ввода в эксплуатацию которого в Московском метрополитене стало 203 станции.
Над эскалаторным тоннелем и в окнах наружного вестибюля западного зала выполнены витражи работы З. К. Церетели.
Стены вестибюля выложены красным кирпичом. Колонны и путевые стены облицованы белым и серым мрамором, а также датолит-волластонитовым геденбергитовым скарном.
Во время реконструкции северного вестибюля (с 2016 года по 30 декабря 2017 года[8]) западный зал временно не имел выхода на поверхность, выход в северный вестибюль станции был закрыт «заглушкой» с нарисованным изображением эскалаторов.
Противоположный торец платформы — глухой, отделан серым мрамором. Проектов его раскрытия в сколько-то обозримой перспективе нет. В этом торце находятся декоративные вазы с цветами из гипса. Пол выложен тёмным гранитом. Своды станции опираются на колонны через фасонные клинчатые перемычки. Шаг колонн — 6,5 метра.
Станция имеет два вестибюля: северный (открыт в 1991 году, расширен в 2016 году, полностью реконструкция завершилась 30 декабря 2017 года[11]) и южный (открыт в 2016 году). Северный вестибюль является наземным, объединённым, он связан эскалаторами как с западным залом, поезда через который по обеим линиям движутся в южном направлении (к центру); так и с восточным залом, поезда в котором движутся по обеим линиям в северном направлении (от центра)[12]. Южный вестибюль является подземным, связан эскалаторами только с восточным залом. Перемещение между залами осуществляется при помощи двух лестничных переходов[13]. Поскольку станция кросс-платформенная, пересадка между линиями при движении в одном направлении осуществляется в пределах одного зала, для пересадки со сменой направления движения необходимо перейти в соседний зал[12]. Станция заработала в полноценном режиме 22 марта2018 года после продления Люблинско-Дмитровской линии до станции «Селигерская»
Из северного вестибюля можно выйти к пересечению улицы Линии Октябрьской Железной Дороги и Локомотивного проезда. Возле вестибюля находится крупная остановка ряда маршрутов наземного общественного транспорта «Метро Петровско-Разумовская», идёт подготовка к строительству транспортно-пересадочного узла «Петровско-Разумовская»[14]. Ранее рядом с северным вестибюлем находился Петровско-Разумовский вещевой рынок, который был закрыт в связи с освобождением площадки под расширение вестибюля, строительство транспортно-пересадочного узла и торгово-развлекательного комплекса «Парус»[15].
Из южного вестибюля, при помощи подземного пешеходного перехода, можно выйти на обе стороны Дмитровского шоссе, недалеко от примыкания к нему Верхней аллеи. У восточных выходов на Дмитровское шоссе находится крупная остановка ряда маршрутов наземного общественного транспорта «Метро Петровско-Разумовская»[16].
В пешей доступности от обоих вестибюлей находится платформа Петровско-РазумовскоеОктябрьской железной дороги. Её планируют перенести ближе к метро, на ней планируется остановка скоростных поездов «Сапсан»[17]. Также в будущем построят одноимённую платформу на Савеловском направлении МЖД, которая тоже войдет в состав проектируемого ТПУ «Петровско-Разумовская»[18]
Петровско-Разумовская
Петровско-Разумовская на Викискладе
«Владыкино»
«Окружная»
.jpg)
.jpg)
Охотный Ряд · 
Окружная · Петровско-Разумовская · 
Динамо
