Свое название станция «Новокузнецкая» получила по одноименному названию улицы, расположенной рядом. Авторами проекта выступили Иван Таранов и Надежда Быкова. Архитектурное оформление станции подчинено задаче создания торжественного, величественного образа. Проходы на боковые перроны оформлены лаконичными порталами прямоугольной формы. Между ними расположены скамьи с высокими спинками и подлокотниками в виде консолей с валютами. Свод украшен фризами с гипсовыми рельефами, на которых изображены сцены из военной жизни солдат и офицеров Красной армии в годы Великой Отечественной войны.
Плафон покрыт изящным геометрическим орнаментом, позаимствованным авторами из декорации сводов, характерных для памятников древнеримского зодчества. Освещение центрального нефа осуществляется за счет светильников-торшеров, расположенных по центральной оси. Уже в процессе строительства на своде было решено разместить мозаики, которые были изготовлены по эскизам художника А.Дейнеки для неосуществленного проекта станции «Павелецкая» братьев Весниных.