Für die Gestaltung des U-Bahnhofs Museumsinsel ist das Büro von Professor Max Dudler verantwortlich. Um den Bezug zu den von dem preußischen Architekten Karl Friedrich Schinkel (1781-1841) gebauten Gebäuden der Umgebung herzustellen, ließ sich Professor Dudler von einem Bühnenbild Schinkels inspirieren. So mutet die gewölbte Bahnhofsdecke in dunkelblau mit 6.662 Lichtpunkten wie ein Sternenhimmel an.

Der U-Bahnhof Museumsinsel liegt südlich der Schlossbrücke unter dem Spreekanal zwischen dessen östlichem Ufer und dem Kronprinzenpalais.

Die Zugänge befinden sich zwischen Kupfergraben und Deutschem Historischen Museum, vor dem Kronprinzenpalais im südlichen Gehweg der Straße Unter den Linden sowie auf dem Schlossplatz östlich der Schlossbrücke.

Durch seine direkte Nähe zu kulturellen Stätten wie der Staatsoper, dem Deutschen Historischen Museum, dem Berliner Dom und dem Humboldtforum im Neuen Schloss gilt der U-Bahnhof als „Kulturbahnhof“.

Aufgrund der Lage unter dem Spreekanal und den umliegenden Gebäuden ist der Bau des U-Bahnhofs Museumsinsel besonders anspruchsvoll.

© PRG U5

Die Herstellung des Mittelteiles innerhalb einer abgedeckelten Baugrube ist nicht möglich. Nur die Zugangsbauwerke des U-Bahnhofs Museumsinsel werden in Wand-Sohle-Decke-Bauweise errichtet. (westlich der Schlossbrücke Zugänge zur Baugrube MUI-West, östlich der Schlossbrücke Zugänge zur Baugrube MUI-Ost)

Zwischen den beiden tiefen Baugruben wurde der mittlere Teil des Bahnhofs Museumsinsel, der später den Bahnsteigbereich bildet, unterhalb des Spreekanals und der Bertelsmann Repräsentanz im Schutz einer Bodenvereisung in bergmännischer Bauweise aufgefahren. Von der östlichen Baugrube aus wurden über eine Länge von bis zu 105 Meter 95 Bohrungen ausgeführt, in welchen die Vereisungsanlage installiert wurde.

Der erforderliche Eiskörper wurde mit einer Sole-Vereisung aufgefroren. In dem gefrorenen Boden wird analog zum Bauen im Festgestein der Boden/Fels abschnittsweise bergmännisch herausgebrochen und mittels einer Spritzbetonschale gesichert. Danach wurde die Innenschale betoniert. Nun wird der Schutz des Frostkörpers nicht mehr benötigt; er wurde kontrolliert aufgetaut. Undichte Stellen wurden abgedichtet, der Bahnhof ist dicht! 

Wenn der Rohbau des U-Bahnhofes fertiggestellt ist, beginnt direkt der Ausbau. Hierzu gehören u.a. das Einbringen von Schotter und das Verlegen von Gleisen, aber auch die Umsetzung der vom Architekten geplanten Innengestaltung. Diese beinhaltet Böden, Wände und schließlich den tiefblauen, funkelnden Sternenhimmel als Decke über den Gleisbereichen.