По техническому заданию от службы подвижного состава ГУП "Петербургский метрополитен" в 2002 году ЗАО "Вагонмаш" приступает к сборке усовершенствованной модификации на базе вагонов мод. 81-540/541. Одной из главных отличительных черт стоит назвать обновленную маску головного вагона. Новый облик вагону придали обтекаемые накладки из композитных материалов на фарных блоках, крыше и в фартучных областях. Эта работа стала первым сотрудничеством ЗАО "Вагонмаш" и фирмы "Автокомпозит", которая известна разработкой и производством тюнинг-комплектов для легковых автомобилей. Автор дизайна - Денис Висельский. Вкупе с композитными накладками на головные вагоны были установлены стилизованные пластиковые зеркала заднего вида, которые впоследствие, к сожалению, были заменены на стандартные.
В отличие от вагонов мод. 81-540 головные вагоны 81-540.7 имеют в ряд 5 светильников против 6, реализовано впервые это было именно на этой модели, в последствие аналогичное решение размещения светильников было реализовано на моделях 81-540.5 и 81-540.9. Еще одной важной особенностью вагонов является наличие нестандартного тиристорного регулятора РТМ-350, изготовленного на Электросиле. В работе этот агрегат показал себя крайне нестабильно, оба состава постоянно выходят из строя. Ремонт занимает большое время, так как произвести его в условиях депо не представляет возможным - необходимо скидывать большое число подвагонного аппарата, скручивать неисправный блок и отправлять на завод-изготовитель. В 2008 году метрополитен объявил конкурс на замену РТМ-350 на базовый РТ300, но к сожалению желающих участвовать тогда не нашлось. В конечном итоге в 2009 году злополучные агрегаты все-таки были демонтированы.
Отделка интерьера вагонов идентична вагонам мод.81-540/541 2001 года выпуска: стены отделаны слоистым пластиком под клён, польские антивандальные одинарные сидения, плафоны ламп освещения короткие (как на вагонах мытищинского производства)
В 2004 году состав из вагонов модели 81-540.7/541.7 на борту с Путиным В.В. открывал движение по восстановленным перегонам между станциями Лесная и Площадь Мужества, за что был прозван "путинским". Также за вагонами этой модели закрепилось название "муравей" за свои оригинальные зеркала (которых уже нет).
В 2010 году один промежуточный вагон №11482 был исключен из пассажирского парка и переоборудован в вагон-путеизмеритель для работы в диагностическом спецсоставе метрополитена.
В связи с массовой заменой парка подвижного состава, курсирующего по Невско-Василеостровской линии (Линия №3), по мере поступления новых вагонов модели 81-722.3/723.3/724.3, вагоны 81-540.7/541.7 были переданы в ТЧ-3 "Московское" в феврале 2016 года. После длительного простоя вагоны вышли на линию для перевозки пассажиров только в январе (10263-10264) и апреле (10265-10266) 2019 года не в полносоставном виде (не со всеми "родными" промежуточными вагонами)
В сентябре 2019 года оба состава из вагонов 81-540.7/541.7 были переданы в ТЧ-7 "Южное" для работы на Фрунзенско-Приморской линии (Линия №5).
10263-10266
11475-11482
Фрунзенско-Приморская линия
2002 год