La prima linea venne aperta il 15 maggio 1935; andava dalla stazione Sokol'niki alla stazione Park Kul'tury con una diramazione per la Smolenskaja. Questa diramazione divenne la linea Arbatskaja, che nel 1937 giungeva fino alla stazione Kievskaja attraversando la Moscova su un ponte. Fino all'inizio della seconda guerra mondiale vennero aperte altre due linee. Nel marzo del 1938 la linea Arbatskaja fu prolungata fino alla stazione Kurskaja (oggi questo tratto corrisponde alla linea Arbatsko-Pokrovskaja). Nel settembre 1938 fu aperta la linea Gor'skogo-Zamoskvoreckaja che andava dalla stazione Sokol alla Teatral'naja.

I progetti per una terza successiva espansione della metropolitana furono portati a termine durante la seconda guerra mondiale. Furono le costruzioni di due nuovi tratti: Teatral'naja - Avtozavodskaja (3 stazioni con attraversamento della Moscova in tunnel profondo) e Kurskaja - Izmajlovskij Park (4 stazioni).

Dopo la guerra iniziò una quarta fase di espansione: la linea Kol'cevaja e la parte sotterranea della Arbatskaja, da Ploščad' Revoljucii (piazza della Rivoluzione) a Kievskaja.

 La stazione Kievskaja.

La linea Kol'cevaja fu inizialmente previsto che fosse costruita sotto l'anello dei giardini (la circonvallazione interna della città, grossomodo coincidente con i confini della Mosca del XVI secolo). La prima parte, da Park kul'tury a Kurskaja (1950) rispettò il progetto iniziale, ma si decise in seguito di costruire la parte settentrionale della linea tenendosi circa 1 - 1,5 km esterni alla circonvallazione, collegando in questo modo 7 delle 9 stazioni della capitale. La seconda parte della linea Kol'cevaja fu aperta al pubblico nel 1952 (da Kurskaja a Belorusskaja); la costruzione della linea fu completata nel 1954.

La costruzione delle parti profonde della linea Arbatskaja coincise con gli anni della guerra fredda. Le stazioni dovevano anche fungere da rifugi in caso di attacco atomico. Dopo il completamento dei lavori, la parte di superficie della linea (da Ploščad'Revoljucii a Kievskaja) fu chiusa nel 1953 per essere riaperta nel 1958 come parte della linea Filëvskaja.

Per le stazioni aperte negli anni 1957-1958 si usa per l'ultima volta - la quinta - il termine "piani di espansione".

Attentati

La metropolitana di Mosca fu oggetto di uno degli attacchi terroristici che interessarono la capitale russa nel 1977. Una bomba esplose alle 17:33 ora locale in un treno affollato tra le stazioni Izmajlovskaja e Pervomajskaja.

 La mappa della metropolitana con evidenziate le due stazioni dove sono avvenute le esplosioni

Un più recente e grave atto terroristico è stato compiuto il 29 marzo 2010. L'attentato ha causato la morte di 41 persone e il ferimento di almeno un centinaio, interessando la linea 1 con esplosioni presso la stazione di Lubjanka nei pressi del palazzo dei Servizi Segreti russi, l'FSB (ex KGB), e presso quella di Park Kul'tury-Radial'naja.

La stazione Rižskaja fu colpita da un attentato terroristico di separatisti ceceni avvenuto poco dopo le 20:00 del 31 agosto 2004, durante il quale fu detonata una bomba che uccise 10 persone e ne ferì altre 50, di cui 30 furono feriti gravi.

Gli attentati del 2004 e del 2010 sono stati attribuiti ad indipendentisti ceceni.