上海軌道交通10號線同濟大學站位于四平路接近彰武路沿線下方。本車站作為標準站，是地下二層（局部一夾層）雙柱三跨島式車站，由公共區（站廳層和站臺層）、管理用房和設備用房三部分組成。設計包括本地鐵站地面出入口及地下公共區域的室內設計。項目用地面積12398㎡，總建筑面積：23500㎡，總長度313.5米，總寬度20.5米，為地下二層（局部一夾層）雙柱三跨島式車站。包括地上出入口以及地下二層站體空間，總埋深21.2米。
同濟大學地鐵站站體上方有7.5米深的下立交機動車車道穿過，地鐵站站廳層埋深14米左右，站臺層埋深19米左右。本站地下站廳層及站臺層公共區域中心線和同濟大學四平路校門中心線基本一致，共有五個地面出入口。
上海軌道交通10號線同濟大學站的室內空間立足地鐵文化與高校文化的整合概念，設計尋求地鐵站便捷高效的產業化要求和高等院校自然人文精神之間的平衡，體現時代性、文化性和休閑性。在申通地鐵集團嚴格總控下的系統化的地鐵設計中、在主要裝飾材料及造價基本不能調整的前提下，怎樣創造出同濟大學站富有特色的空間體驗是我們設計團隊的很大挑戰，也由此產生了設計的趣味點。
本站利用下立交地鐵埋深大以及初期土建不對稱的空間柱列進行結構整合，創造出同濟大學站特有的站廳層局部7.2米凈高的高空間，并于站廳盡端的頂部設置8米寬13米長的自然采光天窗，營造休息等候、文化展示的寧靜休閑空間。站廳和站臺公共部位的天花選用仿木紋鋁合金通長方通及連續燈帶；墻面采用自然色水泥涂裝板干掛；5個地面出入口通道的墻面結合校園圍墻采用清水紅磚等天然材料；通過細部的精心搭配設計，體現大氣簡約、自然人文的特色。
同濟大學站共有五個地鐵人行出入口，其中1、3、4號出入口巧妙結合地面開發項目的架空空間設計，含蓄地隱含在整體開發的建筑中；靠近聯合廣場B樓的2號口以及靠近同濟大學四平路主校門的5號口是我們向上海軌道交通十號線項目部努力爭取并最終獲得同意、10號線僅有的自行設計的地鐵出入口。結合聯合廣場B樓建筑風貌，2號出入口以輕盈、透明、高技的形象立于街角廣場的綠化叢中；而5號出入口結合同濟大學校園圍墻后退設置，以謙遜的形態融入四平路沿線的紅磚校園圍墻之間。
