Станция «Ломоносовский проспект» построена по типовому проекту, разработанному авторским коллективом под руководством Леонида Борзенкова, в который входили Михаил Волович, Сергей Костиков, Тамара Нагиева, Наталья Солдатова и Василий Уваров. Данный проект был предложен ОАО «Метрогипротранс» для станций участка «Ломоносовский проспект» — «Очаково».

Станции участка Минская — Раменки созданы колонными двухпролётными мелкого заложения с одной островной платформой шириной 12 метров. На потолке, путевых стенах и обращённых к ним гранях колонн предложены многослойные металлические панели с ячеистым заполнением и шлифованной поверхностью нейтрального серого цвета, часть стен вестибюлей выполнены из объёмного глазурованного керамического камня тех же тонов. Станции отличаются друг от друга фоновым цветом и тематическими рисунками подсвеченных стеклянных панелей, которые имеются на некоторых стенах вестибюлей и обращённых к выходам гранях платформенных колонн, причём рисунок переходит с одной колонны на другую. Для станции «Ломоносовский проспект» предложены выполненные на синем фоне рисунки «с графическими элементами в виде пересекающихся рядов цифр, символизирующих точные науки и отражающие связь станции с расположенным вблизи университетом и научной деятельностью Ломоносова». Использованные в оформлении ряды цифр являются фрагментами последовательности чисел Фибоначчи.

Станция находится с северо-восточной стороны пересечения Мичуринского и Ломоносовского проспектов. Она имеет два подземных вестибюля: юго-западный связан с платформой лестницами и совмещён с подземными пешеходными переходами под площадью Индиры Ганди, а северо-восточный связан с платформой эскалаторами и обеспечивает выход на юго-восточную сторону Мичуринского проспекта вблизи от здания Института механики МГУ. В общей сложности на уровень земли ведут шесть лестничных спусков, накрытых пятью типовыми стеклянными павильонами. Доступность маломобильным пассажирам обеспечивают лифты с платформы до уровня вестибюлей и из переходов до уровня земли. Для предотвращения негативного влияния на здания|Института механики МГУ станция имеет повышенную виброзащиту пути.