Станция названа по расположению на одноимённом острове.

Наземный павильон станции выполнен на возвышении и располагается на пересечении Морского проспекта и Рюхиной улицы. Необходимость увязки направлений эскалаторного тоннеля и прилегающих улиц предопределила композицию станционного павильона в виде двух, смещённых по отношению друг к другу под углом 45° объёмных компонентов. Вестибюль решён в виде прозрачного куба, вбирающего в себя парковый пейзаж. Стеклянный объём перекрыт пространственной металлической структурой «МАРХИ». Куб пересекается под углом с открытой каменной аркадой, характерной для дворцово-парковых ансамблей Петербурга и повторяющей мотивы каменного ордера подземного зала.

Конструкции витражей вестибюля — алюминиевые, стеклопакеты — тонированные.

«Крестовский остров» — колонно-стеновая станция глубокого заложения (глубина ≈ 49 м), опытная. Впервые всё сооружение выполнено в сборном железобетоне: если построенные ранее 12 станций имели металлический колонно-прогонный комплекс, то здесь и колонны, и ригели — железобетонные. Этому предшествовали серьёзные опытно-проектные проработки.

Станция выполнена по проекту архитекторов Е. М. Рапопорта и Г. А. Васильева.

Впервые в Санкт-Петербурге подземная станция и её наземный вестибюль решены как тематически единое и архитектурно связанное целое. Трёхнефное подземное пространство станции имеет традиционную ордерную систему, стилизованную, укрупнённую объёмно и архаизированную. Сочетание характерного для Петербурга светлого известняка в отделке колонн и арок и травертина в отделке путевых стен подчёркивает цельность архитектурного решения. Торцевая стена впервые в России отделана зеркалами, что зрительно удлиняет перрон. Эффект отражения зрительно увеличивает станцию и усиливает её пространственное воздействие. Также впервые использовано римское обозначение года открытия станции. Оно расположено в торце, на фризе фронтона, отделённого от арки. Полы из полированного гранита оформлены тёмно-красными квадратами на сером фоне. Освещение станции закарнизное.

За архитектурное решение руководитель авторского коллектива Е. М. Рапопорт награждён Золотой медалью Российской Академии Художеств (2000 г.) и Золотым дипломом лауреата архитектурного фестиваля «Зодчество-2001».

Наклонный ход, содержащий три эскалатора, расположен в северном торце станции.

2 сентября 2019 г.