Станция открыта вместе с другими станциями линии 27 декабря 2003 года. Единственная в Москве станция, состоящая из двух залов, разделенных другой станцией — станцией «Бульвар Дмитрия Донского» Серпуховско-Тимирязевской линии.

Станция является пересадочной на станцию «Бульвар Дмитрия Донского» Серпуховско-Тимирязевской линии, она имеет с ней два общих подземных вестибюля, по которым осуществляется как переход между станциями, так и переход между платформами. Выход к Бульвару Дмитрия Донского, улице Грина, Старокачаловской улице и улице Знаменские садки.

"Улица Старокачаловская" конструктивно представляет собой единый комплекс со станцией «Бульвар Дмитрия Донского». Сооружена из монолитного железобетона по специальному проекту. Представляет собой две однопролётные станции. Ширина платформ — 4,5 м. Длина платформ — 102 м (это самая короткая из подземных станций Московского метрополитена).

Станция оформлена в одном стиле со станцией «Бульвар Дмитрия Донского», но в иной цветовой гамме: западный зал — в светло-сером и темно-зелёном цвете, восточный — в светло-сером и оранжевом. Путевые стены облицованы мрамором «коелга» и серо-розовым выборгским гранитом. Освещение платформ — светильники-бра в виде белых шаров и люминесцентные лампы.

К югу от станции находятся соединительные ветви на пути Серпуховско-Тимирязевской линии (для связи линии с обслуживающим ее депо), а также перекрёстный съезд для оборота составов. Запланировано строительство оборотных тупиков за станцией и продление линии на север для обеспечения пересадки на станцию "Новоясеневская" Калужско-Рижской линии, однако дата начала строительных работ, по состоянию на ноябрь 2010 года, неизвестна.