Станция открыта 15 ноября 1955 года в составе первой очереди метрополитена «Автово» - «Площадь Восстания». Название получила из-за близости к Балтийскому вокзалу и топонимики окружающих улиц.

Вестибюли

Наземный павильон станции выполнен по проекту архитекторов М. К. Бенуа, А. И. Кубасова, Ф. Ф. Олейник, инженера С. М. Эпштейн и располагается у площади Балтийского вокзала. Павильон пристроен непосредственно к восточному боковому флигелю здания Балтийского вокзала и обращён 6-колонным портиком-лоджией к привокзальной площади.

Вокруг купола эскалаторного зала проходит кольцевой коридор, который сообщается с помещениями вокзала вентлюками (доступ в коридор осуществляется со второго этажа).

Между колонами портика наземного павильона в нише за колоннадой над входными дверями располагаются пять барельефов выдающихся русских флотоводцев:

• Портрет адмирала Ф. Ф. Ушакова. Скульптор В. В. Исаева
• Портрет адмирала М. П. Лазарева. Скульптор А. А. Стрекавин
• Портрет адмирала В. А. Корнилова. Скульптор А. Н. Черницкий
• Портрет адмирала П. С. Нахимова. Скульптор Р. К. Таурит
• Портрет адмирала С. О. Макарова. Скульптор А. Г. Овсянников

Стену кассового зала украшают рельефы. При спуске в эскалаторный зал мог находиться памятник Сталину на фоне картины «Крейсер „Аврора“».

Генеральным планом развития Санкт-Петебурга предусматривается строительство второго выхода к зданию бывшего Варшавского вокзала. Эти планы впервые были озвучены в конце 1980-х годов. Он расположится в подземном пешеходном переходе западнее бывшего Варшавского вокзала. На «Балтийской» он выйдет либо через нынешнее мозаичное панно «1917 год», либо над одним из боковых залов. В октябре 2007 года на станции поставили загородку и написали на ней «Устройство наклонного хода»

В начале мая 2008 года прессой было сообщено о возникновении крупных трещин на фронтоне здания.

Согласно «Концепции развития метрополитена и других видов скоростного внеуличного транспорта в Санкт-Петербурге на период до 2020 года», открытие нового вестибюля запланировано на 2016 год. А после этого, в 2017—2019 годах существующий вестибюль планируется закрыть на капитальный ремонт.

Ремонт

С 25 Октября 2008 года по 22 Декабря 2008 года с 8.00 до 9.00 часов утра закрыт вестибюль станции Балтийская,ведётся капитальный ремонт эскалаторов. Метрополитен рекомендует воспользоваться автобусами №65 до метро Площадь Востания.

Пересадка на общественный транспорт

• Автобус: №№ 10, 43, 65, 67, 70, 71.
• Троллейбус: № 3, 8.

Архитектура и оформление

«Балтийская» — колонная станция глубокого заложения (глубина ~57 м). Подземный зал сооружён по проекту архитекторов М. К. Бенуа, А. И. Кубасова, Ф. Ф. Олейник, инженера С. М. Эпштейн.

Тематика художественного оформления станции посвящена теме мощи и славы Советского Союза как великой морской державы.

Голубовато-серая мраморная облицовка подземного зала станции напоминает о суровых водах Балтики. Опоры сводов декорированы полуколоннами. Ребристый свод потолка, окаймлённый двумя зигзагообразными голубыми лентами, ассоциируется со вздувшимся парусом. На путевых стенах установлены декоративные решётки с изображениями якоря.

Торцевую стену центрального подземного зала украшает мозаика «1917 год», выполненная по эскизу художников Г. И. Рублёва и И. Г. Рублёва в технике так называемой флорентийской мозаики — рисунок набран из крупных кусков мрамора и цветных камней. На панно изображены революционные моряки Балтики, вместе с рабочими и солдатами идущие на штурм Зимнего дворца, на заднем плане — силуэт крейсера «Аврора». До открытия линии на панно хотели изобразить И. В. Сталина в окружении моряков-балтийцев, но этот проект был остановлен. Кроме этого архитекторы хотели поместить карту местности с целью показать на нём часть Балтийского моря у Ленинграда. Это тоже не сбылось. При строительстве второго выхода в город панно скорее всего будет перенесено.

В связи с усилением террористической угрозы станция была «украшена черным глобусом, висящим на потолке». Это камера кругового видеонаблюдения.

Наклонный ход (выход со станции), содержащий 3 эскалатора, расположен в южном торце станции.