Станция открыта 17 апреля 1991 года в составе первого участка Екатеринбургского метрополитена «Проспект Космонавтов» — «Машиностроителей». Названа по одноимённому проспекту.

Станция не имеет наземных вестибюлей; выход в город осуществляется через два подземных вестибюля. Через северный можно выйти в район плотной жилой застройки на проспекте Космонавтов, через южный — на перекрёсток проспекта Космонавтов, улицы Фрезеровщиков и улицы Ильича. Оба вестибюля соединены со станцией лестницами, эскалаторов на станции нет.

"Проспект Космонавтов" — колонная трёхпролётная станция мелкого заложения (глубина заложения — 6 метров).

Архитектурно-художественное решение интерьера станции построено на сложном сочетании светоцветовых контрастов. В центральном пролёте осевым ядром станции служит активный ритм круглых кессонов потолка, подсвеченных изнутри люстрами. Их пульсирующий холодный свет отражается в полированной стали колонн и путевых стенах, облицованных черным Першинским мрамором. Световые отблески «перекликаются» с яркими цветными пятнами флорентийской мозаики путевых стен. Выход из платформенного зала в вестибюль, стены и потолки которого ярко освещены, стал как бы переходом от «космической ночи» к «земному дню».