Вторая и третья очереди представляли собой два новых радиуса – Арбатско-Покровский и Горьковско-Замоскворецкий. В отличие от первого, строившегося и сданного по одному проекту, строительство этих радиусов было разделено на два этапа, как раз и ставшие второй и третьей очередями. В результате в 1938 году были сданы участки Покровского радиуса (13 марта 1938 г.) (существовавшее «ответвление» «Киевская» – «Улица Коминтерна», ныне «Александровский сад», было продолжено через станцию «Площадь Революции» до «Курской»), и Горьковского (11 сентября того же года) от станции «Площадь Свердлова» (ныне «Театральная») до «Сокола». Развернувшееся же затем строительство продолжений этих отрезков было прервано Великой Отечественной войной, но уже в 1942 году возобновлено; и построенные станции фактически стали памятником героическому труду метростроевцев в военное время, особенно сохранившиеся фрагменты первоначальной «Павелецкой». На всех станциях этого времени были установлены памятные таблички с текстом о том, что «Станция сооружена в дни Великой Отечественной войны». Вначале, в первый день 1943 года, открылся отрезок от «Площади Свердлова» до «Завода имени Сталина» (ныне «Театральная» – «Автозаводская»), причём промежуточные «Новокузнецкая» и «Павелецкая» были достроены в ближайшие месяцы на уже действовавшем участке, а Покровский радиус в 1944 году был продлён от «Курской» до «Измайловского парка» (нынешняя «Партизанская»). Здесь мастерство архитекторов набирает обороты, станции становятся произведениями искусства, идея синтеза искусств, опробованная на станциях второй очереди, вторгается в вестибюли. Станции начинают становиться не просто инженерными сооружениями, а настоящим комплексом архитектуры, скульптуры (достаточно вспомнить убранство станции «Площадь Революции»), а со временем – и декоративно-прикладного искусства. Понятное дело, что оформление участков, сданных в годы Великой Отечественной, было изменено по условиям времени и их облик до сих пор доносит до нас дыхание войны. В этих целях, в частности при реконструкции станции «Павелецкая» Замоскворецкого радиуса, от поглощённого новым зданием Павелецкого вокзала наземного павильона была оставлена фасадная стена с памятной надписью: «Сооружено в годы Великой Отечественной войны».