Станция "Кантемировская" была открыта в декабре 1984 г. В связи с затоплением тоннеля на второй день после открытия пришлось проводить восстановительные работы. Станция вновь была введена в действие лишь в феврале. Проектное название станции – "Ленино". Затем было решено назвать ее в честь 4-й гвардейской танковой бригады, сражавшейся на фронтах 42-45 гг. и получившей свое первое боевое крещение при освобождении деревни Кантемировка. В дальнейшем название станции больше не менялось. Станция строилась из монолитного бетона открытым способом с глубиной заложения 8 м по проекту И. Плюхина, Р. Погребной и В. Филиппова. Архитектурно-художественной темой оформления станции является военная тематика, поэтому ее отделка торжественна и строга. Имеет одну прямую платформу островного типа. На платформе станции колонны не предусмотрены.
Станцию украшают скульптурные барельефы работы А. Кибальникова при участии Г. Выбона и В. Проткова, изображающие воинов Кантемировской танковой дивизии.
Стены станционного зала выложены светлым мрамором. Путевые стены облицованы бардовым мрамором и имеют мелкие орнаментальные вставки. Название станции выполнено блестящими металлическими буквами. Надпись обрамляют стальные листья и армейские звезды.
По оси платформы установлены лавочки-каре в виде замкнутых четырехугольников, которые закреплены на несущей металлической балке. Над лавочками находятся информационные щиты, также собранные в каре. В углах образовавшихся квадратов расположены декоративные светильники, окрашенные в цвета гвардейской ленты. Платформу освещают также мраморные торшеры. Пол выполнен из черных, серых и вишнево-коричневых гранитных плит. Указатели станций расположены по оси зала.
Северные и южные вестибюли расположены в подземных переходах и связаны с платформой лестничными маршами. Оба вестибюля станции выводят на Варшавское шоссе. Подземный переход северного вестибюля ведет на проспект Пролетарский и улицу Кантемировскую. Южный вестибюль также выходит к Пролетарскому проспекту и Кавказскому бульвару. Возле станции проходит пригородный маршрут до поселка Видное. Вблизи метро расположен дворцовый комплекс "Царицыно" – крупнейший комплекс, построенный в псевдоготическом стиле в XVIII в. с дворцово-парковым ансамблем, занимающим более 100 га.