Первый проект сооружения Кольцевой линии метро был создан в 1934 году. Впоследствии его несколько раз изменяли. Спустя 9 лет был утвержден окончательный проект, согласно которому начались строительные работы. Авторами его стали архитекторы А. Н. Душкин и А. Ф. Стрелков. И, если Душкин уже имел опыт в строительстве метро, то для Стрелкова это была первая работа такого рода. В ходе работы над проектом у коллег возникло разногласие: по мнению Душкина наземный вестибюль должен быть круглой формы, по мнению Стрелкова — квадратной или прямоугольной. В итоге градостроительный совет выбрал вариант Стрелкова. Названа станция в честь расположенной рядом Новослободской улицы.
Строительными работами занималось предприятие «Строительство N 20» (Строительно-монтажное управление N 3) под руководством Т. Федорова. Открытие «Новослободской» состоялось 30 января 1952 года (она стала 39-й по счету). В 1988 году «Новослободская» была соединена переходом со станцией «Менделеевская«. В ноябре 2020 года ее закрыли для проведения ремонтных работ, которые планируют закончить в течение года.