В начале 1960-х гг. Правление Ленинградского отделения Союза архитекторов СССР провело открытый конкурс на проекты трех новых станций второго участка Московско-Петроградской линии. Жюри рассмотрело 48 проектов, в том числе 12, выполненных по заказу «Ленметропроекта». При этом не без огорчения констатировалось, что «почти во всех проектах в качестве материала для облицовки стен принят мрамор, а для полов – гранит. Только в некоторых случаях сделана попытка применить новые материалы, например эмалированные алюминиевые листы».
По станции «Площадь Мира» выделены два проекта: один под девизом «Три золотые звездочки» (авторы – архитекторы В. В. Ганкевич, А. Я. Мачерет, А. И. Прибульский и инженер А. С. Черняк); другой – заказной, выполненный архитекторами Д. С. Гольдгором и К. Н. Емельяновым. В обоих проектах представлены гладкие пилоны, перекрытые архитравом, в который встроены светильники. Но лучшим признан первый проект, так как он «выгодно отличается лаконичностью и ясностью общего построения, найденностью пропорций и хорошей прорисовкой деталей», он и рекомендовался к строительству. Среди других работ надо отметить проект под девизом «М-61» архитекторов Б. Н. Журавлева, А. И. Кубасова и Г. А. Шило.
Архитектурно-художественное решение станции «Площадь Мира» посвящалось теме «Советский Союз – борец за мир», но реализовано оно было только в виде надписи «СССР – оплот мира» на торцевой стене. В дальнейшем при строительстве перехода на станцию «Спасская» стену вместе с надписью убрали, и теперь ничто не напоминает о старой теме.
Следуя указанию быть при оформлении станций предельно сдержанными в своем творчестве, архитекторы полностью исключили мрамор из отделки. Для облицовки пилонов использована мелкоразмерная керамика «ириска» серовато-кремового тона размером примерно 2 × 2 см.
На заводе железобетонных конструкций выпускались готовые железобетонные панели, офактуренные ковровой мозаикой, монтируемые затем на пилоны. Похожей керамической плиткой, но только голубого цвета и большего размера, облицовывались путевые стены. Имелось в виду, что это цвет мира, олицетворяющий мирное небо.
В 1991 г., при строительстве перехода на станцию «Садовая», «Сенная площадь» подверглась коренной реконструкции. Центральный зал удлинили вдвое, соорудили по четыре дополнительных прохода на боковые платформы. Правда, из-за катастрофической нехватки средств новые проходы открывались по одному, и период их открытия растянулся чуть ли не на полтора-два года.
Для организации пересадки на станцию «Садовая» между пятым и шестым проходами (от эскалаторов) построили широкую камеру лестничного перехода. Из центра зала начинается крутая лестница, верхняя площадка которой находится над путями в сторону станции «Купчино», далее начинается пешеходный тоннель, ведущий к «Садовой». Пространство между пилонами напротив лестницы заделано стеной.
Проектом реконструкции также предусматривалась установка между пилястрами пилонов декоративных барельефов, но из-за недостатка финансирования этого сделать не удалось, сейчас на их месте располагаются рекламные щиты.
Кафельную плитку на пилонах заменили мрамором «коелга» с устройством пилястр, заново переложили полы.
Авторы проекта реконструкции – архитекторы А. И. Прибульский и Г. П. Кашихин при участии А. В. Гончарова. В 1990-х гг. Геннадий Павлович Кашихин и Алексей Викторович Гончаров вместе с Анатолием Исааковичем Прибульским принимали участие в проектировании станции «Садовая».
В течение 2008 г. на станции «Сенная площадь» велись работы, связанные с сооружением перехода на «Спасскую». При этом асфальт на платформах заменили на гранит, вновь обновили пол центрального зала. В центре у лестницы выложили восьмилучевую звезду (или розу ветров) из серых и коричневых гранитных плит в белом круге. До этого звезда была сделана из битых осколков гранита и мрамора.
В 2012 г. плитку на путевых стенах заменили на керамогранит такого же цвета, но другого размера (20 × 60 см). Как и прежде, все ремонтные работы велись по ночам, чтобы не доставлять неудобств пассажирам.
Сенная площадь в Петербурге всегда считалась «нехорошим» местом. 10 июня 1999 г. на ней произошла трагедия: в 19.40 на входе в вестибюль станции метро обрушился бетонный козырек. Под его обломками погибли пять человек, еще двое скончались в больнице, двенадцать получили ранения и увечья. Разборы завалов продолжались до глубокой ночи, затем обломки распилили на двух-трехметровые куски и увезли. Вестибюль станции закрыли, вход и выход осуществлялся через станцию «Садовая». Многие восприняли это событие как небесную кару за уничтожение церкви Успения Пресвятой Богородицы, стоявшей на Сенной и взорванной в 1961 г.