Станция метро «Павелецкая» Замоскворецкой (зеленой) линии открылась в разгар Великой Отечественной Войны, в ноябре 1943 г. Строительство Замоскворецкой линии началось в 1938 году, но было остановлено из-за войны. Работы возобновились лишь в 1942 году.
История этой станции тесно связана с блокадой Ленинграда. По первоначальному проекту станция должна была быть оформлена мозаичными панно на тему «Донбасс – Всесоюзная кочегарка». Эскизы нарисовал художник Александр Дейнека, а набирал панно известный мастер-мозаичист Владимир Фролов в блокадном Ленинграде.
Фролов умер зимой 1942 года от голода в своей мастерской, все же успев завершить работу над мозаиками.
Так как строительство станции возобновили во время войны, пришлось менять проект и отказаться от мозаик. В результате мозаичные панно были установлены на станции «Новокузнецкая».
Станция «Павелецкая» Замоскворецкой линии имеет выход к Павелецкому вокзалу, откуда отправляются поезда «Аэрокспресса» до аэропорта «Домодедово».