Архитектурное оформление московской станции «Серпуховская» создал Леонид Павлов (в конце 1940-х он спроектировал соседнюю «Добрынинскую», которая изначально также называлась «Серпуховская»).

Достаточно аскетичное художественное оформление посвящено древним городам Подмосковья, в первую очередь – Серпухову. Надписи с названием станции на путевых стенах имитируют церковнославянскую письменность. А рядом с каждой заглавной буквой размещается миниатюра, созданная по мотивам книжной графики художника Владимира Фаворского, который являлся первым иллюстратором «Слова
о полку Игореве».
Герб Серпухова (павлин с распущенным хвостом на фоне геральдического щита) вырезан на мраморных досках, которые закреплены в обоих торцах центрального зала.