Западный и восточный залы станции «Петровско-Разумовская» построены по разным архитектурным проектам из-за разных этапов строительства. 24
Западный зал был открыт в 1991 году и в течение 25 лет обслуживал только Серпуховско-Тимирязевскую линию. 4 Конструкция западного зала — колонная трёхсводчатая. 2 Колонны и путевые стены облицованы желтовато-белым мрамором, колонны украшены вертикальными вставками из розового мрамора с зеленоватыми прожилками. 4
Восточный зал был открыт в 2016 году, когда до станции продлили Люблинско-Дмитровскую линию. 4 Конструкция восточного зала — колонно-стеновая трёхсводчатая. 23 Колонные простенки отделаны белым мрамором необычным образом: на большом расстоянии от несущих конструкций, из-за чего колонны кажутся толстыми пилонами, и наклонно в разные стороны. 4 Путевые стены отделаны светло-серыми панелями из искусственных материалов, пол выложен серым гранитом с редкими чёрными вставками поперёк станции. 4
Таким образом, различия в архитектуре связаны с разными периодами строительства и особенностями обслуживания станции в разные периоды.