Открыта 15 мая 1935 года под названием «Дзержинская».
При открытии станция не имела центрального зала и представляла собой два параллельных перронных тоннеля, объёдинённых лишь небольшим залом при сходе с эскалатора. Стены аванзала между эскалаторами и перронными тоннелями были оформлены серым уфалейским мрамором, потолки были белыми.
Практически вся первоначальная отделка станции была утрачена при реконструкции 1970-х годов — от работ Ладовского остались лишь фрагменты мраморной облицовки тоннелей. В 1973—1975 годах станция полностью перестроена и получила центральный зал, из которого был сооружён переход на станцию «Кузнецкий Мост» Таганско-Краснопресненской линии. Также были построены подземные переходы с выходами на Лубянскую площадь, к Политехническому музею, «Детскому миру» и на Мясницкую улицу.
Конструкция реконструированной станции — пилонная трёхсводчатая глубокого заложения (глубина заложения — 32,5 метра). Пилоны отделаны белым мрамором. Пол выложен чёрным и красным гранитом (до реконструкции покрытие было асфальтовым). Путевые стены облицованы белой фарфоровой плиткой. В юго-западном торце «Лубянки» сохранился фрагмент первоначальной отделки станции. В эскалаторном зале был установлен мраморный бюст Ф. Э. Дзержинского (после переименования станции он был перемещён в народный музей метрополитена).