Станция открыта 1 марта 1991 года в составе участка "Савёловская" — "Отрадное".

Выход в город через подземные переходы на Дмитровское шоссе, к железнодорожной платформе «Тимирязевская» Савёловского направления Московской железной дороги, к одноимённой станции Московской монорельсовой транспортной системы.

"Тимирязевская" — односводчатая станция глубокого заложения (глубина заложения — 63,5 метра). Является одной из самых глубоких станций Московского метрополитена. Также является единственной станцией данного типа в системе (т.е. односводчатой глубокого заложения) и вторая по счёту односводчатая станция Московского метро, построенная закрытым способом (первой была Библиотека им. Ленина). Общая длина станционного комплекса — 282 м. Блок технологических помещений и совмещённая тягово-понизительная подстанция располагаются под единым сводом со станцией.

В отделке станционного зала использован мрамор светлых тонов. Пол выложен темным гранитом и мрамором. В торце зала была расположена композиция из стилизованных ваз с цветами, в данный момент отсутствующая. По центру зала установлен ряд колонн, увенчанных раскрытыми коваными цветками.

Пассажиропоток по входу — 64,3 тысяч человек в сутки, по выходу — 60,0 тысяч человек в сутки (исследование 2002 года).