1 января 1943 г. вступила в эксплуатацию линия от станции «Площадь Свердлова» (ныне «Театральная») до станции «Завод имени Сталина» (ныне «Автозаводская»), протяженностью 6,2 километра. На этой линии также были построены станции «Новокузнецкая» и «Павелецкая».
18 января 1944 г. открыт участок от станции «Курская» до станции «Измайловская» (сейчас «Измайловский парк») со станциями «Бауманская», «Электрозаводская» и «Сталинская» (сейчас «Семеновская»), протяженностью 7,1 километра. Позднее – в конце 1954 г. – от Измайлова линия была продолжена до Первомайской. Впервые линия метрополитена дважды проходила под руслом Москвы-реки.
Общая длина линий метрополитена к концу Великой Отечественной войны достигла 40 километров.
В послевоенную пятилетку началось строительство четвертой очереди московского метрополитена: Кольцевой линии (длиной в 20 км), которая соединила московские вокзалы, расположенные за Садовым кольцом. Первый отрезок кольца – от Курского вокзала через Замоскворечье к Парку культуры – вступил в строй в первые дни 1950 года: большая дуга соединила две радиальные линии. Эта дуга дважды прошла под руслом Москвы-реки. Протяженность линий московского метрополитена достигла 47,3 километра.
В начале 1952 г. было открыто движение на втором отрезке кольца, длиной 6,7 километра – от Курского до Белорусского вокзала. В марте 1954 г. поезда пошли по последнему участку кольца – от Белорусского вокзала, через Киевский вокзал, к Парку культуры. Большое кольцо соединило все радиусы метрополитена, а протяженность линий столичного метрополитена того времени составила 60 километров.
Рост пассажирских перевозок московского метрополитена повлек за собой переустройство линий и станций в центре города, которые уже не справлялись с потоком пассажиров. 5 марта 1953 г. начал свою работу новый Арбатский радиус метро протяжением около 4,5 километра – от станции «Площадь Революции» до Киевского вокзала. Был сооружен новый туннель, который проходил к Киевскому вокзалу уже не по метромосту над Москвой-рекой, как это было раньше, а под ней. На новом радиусе метро вместо прежних четырех подземных залов создано три («Арбатская», «Смоленская», «Киевская»).
С самого начала московский метрополитен рассматривался руководителями страны не просто как новый вид городского транспорта. Он должен был олицетворять собой воплощение победившей идеологии, стать символом успехов страны, достигнутых, разумеется, под руководством коммунистической партии. Поэтому строительство метрополитена задумывалось и воплощалось еще и как грандиозная пропагандистская акция. Средств не жалели. Отсюда – неслыханная пышность и изощренность убранства подземных залов.
Роскошь и разнообразие оформления станций московского метрополитена поражают. Блестящий отполированный камень различных цветов и оттенков, сталь и бронза, мозаика, скульптура, барельефы, цветное стекло, фрески, керамика, полированный дуб, фарфор, хрусталь, освещенные ярким светом – и все это великолепие не для немногих, а для миллионов, для повседневного пользования подземной электрической внутригородской дорогой!
Немаловажное значение придавалось и культурному и воспитательному значению метрополитена. В 1920—1930-х гг. Москву заполонили выходцы из деревни и с рабочих окраин, для которых нормой поведения было лузгание семечек, курение махорки, плевки и сморкание в общественных местах. Блеск и разнообразие архитектуры, скульптур, мозаичных панно на станциях метро были призваны приучать народ к чистоте и развивать у него эстетическое чувство.
Для украшения подземных станций использовался прекрасный поделочный камень – мрамор серо-голубого, желто-розового, белого, серого, красного, черного и других цветов, привезенный с Украины, Дальнего Востока, Средней Азии, Грузии, Армении, Урала, Сибири. На облицовку стен московского метрополитена не пожалели даже древний Кремль в Серпухове, сложенный из кристаллизованного желтовато-розового известняка – его до основания разобрали и употребили для нужд Метростроя. Сюда же пошло мраморное убранство из разрушенных московских соборов и церквей.