Северный вестибюль станции «Марьина роща» расположен на пересечении Шереметьевской улицы и 4-го проезда Марьиной Рощи, в 30 метрах от театра «Сатирикон». Вестибюль связан с платформенной частью четырехленточным эскалаторным тоннелем с подходным коридором. Протяженность эскалатора образовывает 104 м.
Работы по постройке второго вестибюля стартовали в январе 2011 года. На данном объекте в первоначальный раз в мире употреблялся тоннелепроходческий механизированный комплекс канадской компании Lovat. Ранее на таких станциях глубокого заложения эта работа осуществлялась только вручную. Новая разработка разрешила не только ускорить проходку, но и сократить трудозатраты и выполнить работы с учетом стандартов и качества безопасности в сложных градостроительных и инженерно-геологических условиях.
Второй (северный) вестибюль станции сооружался в открытом котловане в течении ул. Шереметьевская. Проектом была предусмотрена особенная совокупность крепления стен котлована, давшая свести к минимуму воздействие на окружающую среду. Примерная стоимость возведения объекта составила 2,6 млрд рублей, работы вели специалисты ОАО «Мосметрострой».