Вигляд станції обумовило її сусідство з заводом «Арсенал», за назвою якого і назвали станцію. Величний пам`ятник працівникам заводу виконано архітекторами Г. І. Гранаткіним, С. Й. Крушинським і Н. Щукиною. Урочистості підземній залі надають чорний і сірий полірований граніт підлоги разом з білим мармуром пілонів. У глибині зали на торцевій стіні був встановлений кований барельєф, присвячений повстанню робітників заводу Арсенал у січні 1918 року. В кінці 90-х років задля політичної коньюктури барельєф зняли.


Наземний вестибуль — квадратний у плані павільйон, завершений куполом вдало вписаний в забудову Арсенальної площі. Посередині площі, на місці колишнього пам`ятника козацьким старшинам І. І. Іскрі та В. Л. Кочубею, що їх стратив гетьман І. Мазепа за донос на нього царю Петру І у 20-х роках 20 ст. на старому постаменті встановлено пушку, що використовувалась в боях 1918 року.