Проектирование электровагонов было поручено Центральному вагоностроительному бюро. Руководил проектированием тот самый инженер Травин, который в 1918 году доставил американским рабочим письмо Ленина.

Первая двухвагонная секция, состоявшая из моторного (№ 1) и прицепного (№ 1001) электровагонов, была изготовлена в конце 1934 года. Эти вагоны принято называть типом А — по первой букве алфавита, но название это можно встретить только в технической документации и литературе, поскольку буквы на стенках кузовов не ставились, имелись только номера вагонов.

Кузов вагона имел цельносварную конструкцию; несущими частями его являлась рама, каркас и обшивка. Все элементы рамы кузова были выполнены из качественной углеродистой стали.

Салоны вагонов освещали по 30 ламп напряжением 120 В. Моторный и прицепной вагоны составляли одну секцию. Токоприемники имели только моторные вагоны, а высокое напряжение на прицепной вагон секции подавалось через высоковольтный разъем.

Двери вагонов закрывались и открывались машинистом одновременно во всем поезде при помощи электропневматических приводов и дверных воздухораспределителей. Самые первые поезда метро внутри были отделаны желтым фактурным картоном — линкрустом.

Масса моторного вагона типа А составляла 51,7 т, прицепного — 36,3 т. Каждый вагон секции имел четыре пары двухстворчатых дверей и по 44 сидячих места (с пружинными, с кожаной обивкой диванами).

Для снижения объема работ при сооружении тоннелей габариты вагонов метрополитена уменьшили по сравнению с вагонами для наземных железных дорог. Из моторного и прицепного электровагонов, имевших кабины машиниста, формировалась двухвагонная секция, причем вагоны сцепляли задней частью, если можно так выразиться — «попами», чтобы «морды», т. е. кабины, располагались по концам секции. Таким образом, получали некое подобие мифологического зверя «Тяни-Толкай» без хвоста, но с двумя головами. Две такие секции, т. е. четыре вагона, составляли поезд, который мог двигаться в обе стороны. В кабине с правой стороны размещалось рабочее место машиниста (вагоновожатого, как тогда говорили), а с левой стороны располагался начальник поезда. Кондуктор размещался на рабочем месте машиниста хвостового вагона. Мороный вагон типа А мог развить скорость до 65 км/ч. Для сцепления вагонов уже в первых метропоездах использовали автоматическую сцепку, которая срабатывала без участия человека, а значит, рабочие не подвергались риску быть раздавленными при случайной подвижке поезда или вагона.

Составленный из таких секций поезд мог двигаться в обе стороны, как челнок у ткацкого станка. Но в метро движение двухпутное! Поэтому в конце пути поезд выезжал в оборотный тупик, где его начало и конец менялись местами. Процедура эта выглядит следующим образом: первый машинист (тот, что привел поезд на станцию) отключает оборудование, а в заднюю кабину входит другой машинист, который его включает. С этого момента он будет управлять поездом.

Маневр может произвести и один человек. Но для этого ему придется идти через весь поезд, открывая и закрывая двери между вагонами — а это отнимет очень много времени. В наше время обычно всеми маневрами в оборотных тупиках занимаются особые люди — маневровые машинисты, один из них заводит состав в оборотный тупик, другой — выводит из него. А основной машинист в это время идет принимать «развернутый» состав, пешком пересекая платформу.

Работа инженеров поражает воображение, но не менее важно было архитектурно оформить станции и наземные вестибюли.

Над этим работала большая группа архитекторов Метропроекта во главе с Самуилом Мироновичем Кравец. Работать они начали одновременно с проходчиками, ведь перво-наперво необходимо было решить вопрос о месте расположения станций и увязать их с Генеральным планом реконструкции Москвы. План этот был утвержден в 1935 году, уже после запуска метро, но работы велись задолго до этого, и метро должно было органично вписаться в схему новой Москвы.

Затем нужно было решить вопрос о типе станций в связи с их конструктивными и технологическими особенностями. Почти все станции решили делать «островными»: платформа, словно остров, в центре, а пути ее обтекают.

Неглубокие станции строили в виде просторного зала, а глубокого заложения — без него: боялись давления на своды. Такие старые глубокие станции представляли собой два параллельных тоннеля с платформами, соединенными неширокими переходами.

Необычность работы состояла в том, что архитекторам нужно было обходиться в проектах без дневного света: станции-то под землей! Никаких окон, и свет только искусственный. Но при этом станции не должны были напоминать древние гробницы! Эпоха требовала оптимизма и устремленности в будущее.

25 марта 1934 года все проекты были представлены, и в Белом зале Моссовета открылась выставка. Ее точно посетили все архитекторы Москвы, а многие приезжали специально из других городов. После этой выставки состоялось заседание Арплана — комиссии архитектуры и планировки при Московском комитете и президиуме Моссовета. В те годы было принято, что партийные деятели поучают специалистов. Так и тут — Лазарь Каганович объяснял архитекторам, как им следует проектировать. Он указал, что их задача заключается в том, чтобы средствами художественной выразительности преодолевать чувство нахождения глубоко под землей и создавать впечатление легкости сооружений, наполненности светом и воздухом. Очень многие проекты были раскритикованы, зато другие получили премии.

Для облицовки метро требовалось огромное, невероятное количество дорогостоящих материалов: мрамора, гранита, лабрадора, метлахской плитки и узорчатого стекла — марблита.

Мрамор нужно было добыть, привезти в Москву и обработать. Ну а где можно найти столько специалистов, привыкших работать с камнем? Правильно: в мастерских по производству надгробных памятников. Именно мастера по надгробиям обтесывали и шлифовали плиты для облицовки метро. Коёму, шроша, бьюк-янкой, кадыковка, чергунь, садахло… — это далеко не полный перечень сортов мрамора, использовавшихся на станциях.

15 октября 1934 года от станции «Комсомольская» до станции «Сокольники» прошел первый электропоезд, состоящий всего из двух вагонов: моторного, красного цвета, и прицепного, песочного цвета. 4 февраля 1935 года по всей трассе прошел еще один поезд, тоже состоящий из двух вагонов, но уже окрашенный в желто-коричневые цвета. Такой окрас надолго станет стандартным для метро. Вагоны этого поезда были немного уже обычных железнодорожных.

Спустя два дня на метро прокатились делегаты VII Всесоюзного съезда Советов. 19 февраля началось регулярное учебное движение по трассе. Тогда билет на официально еще не открытое метро выдавали передовикам производства в качестве поощрения.

24 сентября 1934 года первая секция метровагонов пришла из Мытищ в депо «Северное».

В 4 часа 30 минут утра 15 мая 1935 года первый двухсекционный состав вышел из депо на линию. Так началось движение поездов между станциями «Сокольники» и «Парк культуры», с ответвлением к Смоленской площади (станции «Коминтерн», «Арбатская» и «Смоленская»). Позже метропоезда стали формировать из четырех вагонов (двух секций), а с марта 1936 года — из шести вагонов (трех секций).