Станция открыта 1 марта 1991 года в составе участка "Савёловская" — "Отрадное". Название станции — по одноимённому району Москвы.

Станция имеет два подземных вестибюля. По подземным переходам можно выйти к следующим объектам: через северный — на Сигнальный проезд, к Алтуфьевскому шоссе, гостинице "Восход", через южный — Ботаническую улицу, Сусоколовское шоссе, к кинотеатру "Рига". Оба вестибюля открываются в 5:20 и связаны со станцией эскалаторами. Наземных вестиблюлей нет.

"Владыкино" — колонная трёхпролётная станция мелкого заложения (глубина заложения — 10,5 метров). На станции 40 массивных колонн. Увеличение количества колонн связано с тем, что станция находится под железнодорожными путями. Шаг колонн — 4 метра. Станция построена под одноименной станцией Малого Кольца МЖД методом последовательной перекладки железнодорожных путей.

В отделке колонн использован белый мрамор. Пол выложен тёмным гранитом. Путевые стены станции облицованы гофрированным металлом с тёмными мраморными вставками, украшенными медальонами с изображениями храмов различных религий. Изображены церковь Сан-Джорджо Маджоре в Венеции, замок Мацумото в Японии, Золотые Ворота во Владимире, мавзолей Тадж-Махал в Индии, мавзолей Тадж-Махал в Бухаре, храм Никорцминда в Грузии и другие.

В марте 2002 пассажиропоток по входу составлял 28 840 человек.