Станция открыта в составе участка «Серпуховская» — «Южная» 8 ноября 1983 года. Названа по Большой Тульской улице.

Наземных вестибюлей у станции нет, выход в город осуществляется по подземных переходам из двух подземных вестибюлей. Из северного, открывающегося в 5:30, можно выйти на Варшавское шоссе, к Международному почтамту. Через южный, открывающийся в 5:35, — выход на Варшавское шоссе, Нагатинскую улицу, к платформе "Нижние Котлы" Павелецкого направления Московской железной дороги.

"Нагатинская" — колонная трёхпролётная станция мелкого заложения (глубина заложения — 13,5 метров). На станции два ряда по 26 колонн, шаг колонн — 6,5 метров. Сооружена по типовому проекту.

Путевые стены выложены мрамором богатой палитры с преобладанием красного и чёрного цветов, в которых выполнены тематические панно в технике флорентийской мозаики на тему «Древняя история Москвы». Композиции посвящены истории строительства храмов, деревянной, а затем белокаменной столице, началу строительства Кремля. Необычные для метровокзалов круглые белые колонны собраны из отдельных сегментов самого мягкого и легкообрабатываемого мрамора «коелга».

Суточный пассажиропоток по входу — 54,9 тысяч человек, по выходу — 57,5 тысяч человек (исследования 2002 года).