Станция обладает трехсводчатой колонной конструкцией с глубоким заложением (около 72 метров). Она считается самой глубокой в метрополитене Санкт-Петербурга. Выход в город возможен от южного торца здания по каскаду трехленточных наклонных ходов. Из вестибюля станции можно пройти к улице Чернова, проспект Обуховской обороны, Обуховскому заводу, речному вокзалу и остановкам наземного общественного транспорта.
Название «Пролетарская» получили благодаря близкому расположению с промышленным Обуховским заводом, который раньше назывался «Большевик». В 1901 году здесь пролетариат устроил забастовку, которая в истории известная как «Обуховская оборона». Проектных названий было три – «Троицкое поле», «Завод Большевиков», «Александровское». Наземный вестибюль станции имеет стеклянные витражи и круглую форму. Благодаря этому здание похоже на парковый павильон с промежуточными площадками и подпорными стенами.
Художественное оформление полностью подчинено теме рабочего класса. Путевые стены отделаны бело-розовым и белоснежным мрамором, буквы названия выполнены из камня. Пол облицован серыми, черными и темно-красными гранитовыми плитами. Внимание привлекают и колонны с белым мрамором, которые располагаются рядом с наклонными плоскостями из массивного фриза. Из гранита создано и красное знамя, которое символизирует мощь советского пролетариата. Освещение – закарнизное, оно направлено на бликующий фриз и свод зала. Темно-красная стела-стена украшена горельефом «Серп и Молот» - символом СССР.
«Пролетарская» - это одна из немногих первых станций в Советском Союзе, которая имеет каскад из двух эскалаторов. Еще одна такая конструкция находится на «Адмиралтейской». Малые и большие эскалаторы соединены с помощью тоннельных переходов. Наклонный ход состоит из трех эскалаторов в южной части здания. В 2011 – 2012 годы была проведена замена мраморной кладки, вместо нее установили металлический каркас и блоки, камни, из которого было выполнено название, изменили на более темные.