Do wybuchu II wojny światowej zbudowano jeszcze 2 nowe linie. W marcu 1938 linia Arbatskaja została przedłużona do stacji Kurskaja (obecnie ta część nazywa się linią Arbatsko-Pokrowską). We wrześniu 1938 otworzono linię Gorkowsko-Zamoskworeczną, od stacji Sokoł do stacji Teatralnaja.
Projekty dalszej kompleksowej rozbudowy metra zostały zawieszone podczas wojny. Rozpoczęto tylko budowę fragmentów linii: Teatralnaja – Awtozawodskaja (z przejściem przez rzekę Moskwę podziemnym tunelem) oraz Kurskaja – Izmaiłowskij Park (4 stacje).
Jesienią 1941 metro służyło za schron przeciwlotniczy, a pewna część wagonów została ewakuowana. Zgodnie z postanowieniem państwowego komitetu obrony z 15 października 1941 w wypadku pojawienia się wroga u wrót Moskwy metro miało zostać zniszczone.
Po wojnie rozpoczęto budowę czwartego etapu metra linii Kolcewej i głębokiego odcinka linii Arbatskiej od stacji Plac Rewolucji do stacji Kijewskiej.