Станция «Ломоно́совская» открыта 21 декабря 1970 года в составе участка Невско-Василеостровской линии «Площадь Александра Невского» — «Ломоносовская».

Станция закрытого типа (разновидность пилонной станции без боковых посадочных платформ). Была названа по расположенному рядом Фарфоровому заводу, основанному при участии М. В. Ломоносова, и носившему на момент открытия станции название «Ломоносовский фарфоровый завод».

Вестибюль расположен на небольшом возвышении. Массивная консольная плита, служащая перекрытием кассового зала, поддерживается мощными опорами.
Первоначально полностью застеклённый кассовый зал в середине 1990-х годов был реконструирован, стекло на две трети от пола было заменено на мрамор. В отделке круглого эскалаторного зала использованы деревянные панели и анодированный металл.
До 1979 года кассовый зал украшала металлическая схема Невско-Василеостровской линии метро, которая была демонтирована в связи с продлением линии до станции «Приморская».