Рождение нового облика этого участка Ленинского проспекта произошло в 1939–1941 гг., когда поточно-скоростным методом выстроили 11 многоэтажных жилых домов (архитекторы А. Г. Мордвинов, Г. П. Гольц и Д. Н. Чечулин). Именно здесь впервые в Москве был применен опыт широкого индустриального строительства. Жилые дома стоят с отступом друг от друга, открывая на магистраль зелень ЦПКиО имени М. Горького.

От улицы Стасовой на Ленинском проспекте расположены здания научно-исследовательских институтов Академии наук СССР, построенные в 1926–1927 гг. по проекту архитектора В. Д. Кокорина на месте огородов.

В 1960 г. на линию проспекта вышли два светлых шестиэтажных здания; в 1974 г. между ними построен 10-этажный корпус. В доме № 29 размещаются институты: горючих ископаемых Министерства угольной промышленности СССР и нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева; в доме № 31 — институты физической химии, электрохимии и общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова.

Памятные доски сообщают, что здесь вели свои исследования выдающиеся советские ученые С. С. Наметкин, Н. П. Чижевский, А. В. Топчиев. В доме № 33 расположены институты: биохимии имени А. Н. Баха, физиологии растений имени К. А. Тимирязева, фотосинтеза, эволюционной морфологии и экологии животных имени А. Н. Северцова, Палеонтологический институт. У входа в здание помещена мемориальная доска с барельефом академика А. Н. Баха — основателя Института биохимии.

Заканчивается эта часть проспекта двумя жилыми домами с башнями, хорошо видными издали и образующими овальную площадь Гагарина (1950 г., архитекторы Е. А. Левинсон, И. И. Фомин — левая сторона и А. Е. Аркин — правая сторона).

В первой трети XVIII века здесь была устроена Калужская застава Камер-Коллежского вала. В 1907–1908 гг. у заставы в земляных выемках протянулись линии Окружной железной дороги. Еще 20–22 года назад территория, простиравшаяся за Калужской заставой, фактически была загородной, с селами и деревнями, совхозными и колхозными угодьями, свалками и огородами.

В плане «Новая Москва», над которым начали работать архитекторы вскоре после революции, было уже предусмотрено развивать город в сторону Воробьевых (с 1935 г. — Ленинские) гор. В Генеральном плане 1935 г. юго-запад был определен как главное направление, в котором должен развиваться город, ибо «это наиболее здоровая для жилья, высокая и удобная по расположению пригородная территория».

Великая Отечественная война приостановила проектные работы. Рождение Юго-Запада началось со строительства МГУ имени Ломоносова.

По территории (16 300 га) Юго-Запад почти равен дореволюционной Москве. Его границы проходят с севера по Москве-реке и Окружной железной дороге, с востока — по линии Павелецкого направления Московской железной дороги, с юга и запада — по автомобильному кольцу. Это плато Теплостанской возвышенности, господствующее над городом. Волнистый рельеф с холмами, оврагами, долинами речек, лесопарки, рощи с перелесками придают Юго-Западу большую живописность. Преобладающий ветер юго-западного направления приносит сюда свежее дыхание подмосковных лесов. По природным условиям это один из наиболее здоровых районов столицы.

За последние 15–20 лет здесь вырос огромный жилой массив с солнечными проспектами, улицами и проездами, одетыми в зеленый наряд, со школами, с детскими учреждениями, магазинами и другими предприятиями культурно-бытового обслуживания, садами и скверами.

Площадь (бывш. Калужская застава) названа в 1968 г. по имени первого в мире летчика-космонавта СССР Ю. А. Гагарина. Она словно большой аванзал берет в объятия потоки транспорта и распределяет их с помощью подземного тоннеля по магистралям: прямо — на Ленинский проспект, направо — на Воробьевское шоссе, налево — на Профсоюзную улицу. Площадь, занимающая свыше 10 га, сформировалась в 1959–1962 гг. Под проспектом есть переход.

Многоэтажные жилые дома (№ 28 и 39 — архитекторы Л. Н. Павлов, Л. Ю Гончар, И. А. Ядров; № 30 и 41 — архитекторы Г. Я. Чалтыкьян, И. А. Катков, С. М. Марковский) вместе с площадью, зелеными насаждениями, открывающимися перспективами и силуэтом МГУ воспринимаются как единое целое. Слева по сторонам Окружной железной дороги видны два вестибюля станции метро «Ленинский проспект» Калужско-Рижской линии (1962).

К 1966 г. на площади и прилегающих магистралях сформировался крупный торговый центр, в который входят Дом обуви, Дом тканей, Дом фарфора, магазины «Спутник», «Тысяча мелочей» и др.; всего 32 предприятия торговли и службы быта.

Воробьевское шоссе протянулось вдоль склонов Ленинских гор. По четной его стороне среди вековых деревьев парка расположены дома конца XVIII — начала XIX века, в которых размещается Научно-исследовательский институт физических проблем Академии наук СССР имени С. И. Вавилова (№ 2).

В этом здании в октябре 1941 г. находился штаб и политотдел 5-й Московской стрелковой дивизии, сформированной из истребительных батальонов 11 районов Москвы. За доблесть и геройство, проявленные в боях с немецко-фашистскими захватчиками, дивизия получила почетное наименование 158-я Лиозненско-Витебская краснознаменная ордена Суворова стрелковая дивизия. Об этом напоминает мемориальная доска. На главном корпусе — памятная доска: «Здесь с 1937 года по 1968 год жил и работал крупнейший физик академик Лев Давидович Ландау».

На нечетной стороне шоссе высятся построенные в последние годы многоэтажные жилые здания, высокий корпус гостиницы ЦК ВЛКСМ «Орленок», за ним расположена территория Московского Дворца пионеров и школьников. Липовая аллея вдоль Воробьевского шоссе ведет к видовой площадке Ленинских гор, а далее, окаймляя территорию киностудии «Мосфильм», вливается в Бережковскую набережную Москвы-реки.

Последуем дальше по Ленинскому проспекту, движение по которому от площади Гагарина до Ломоносовского проспекта было открыто 28 июля 1957 г. Это магистраль стометровой ширины с полосами зелени, идущая по слегка волнистому рельефу. Посредине — зеленая лента, разделяющая проспект на два проезда с односторонним движением. Проезды отделены бульварами, за ними протянулись дороги местного движения. Зелень — надежная защита, предохраняющая жилые дома от пыли и шума транспорта и важное средство в оформлении магистрали.

Интересен дом № 45 (1959 г., архитектор Е. Н. Стамо). На фоне светло-желтых стен выделяются небольшие, украшенные красным кирпичом угловые выступы — эркеры; перед входом — стеклянные павильоны-витрины с маршрутами путешествий по СССР. Здесь в нижнем этаже разместилось Транспортно-экспедиционное агентство, в котором можно приобрести билет на любой вид междугородного транспорта. Агентство оказывает также услуги по перевозке грузов, продает туристско-экскурсионные путевки.

На той же стороне расположены здания научно-исследовательских институтов Академии наук СССР: органической химии имени Н. Д. Зелинского (№ 47, 1950 г.), металлургии имени А. А. Байкова (№ 49, 1950 г.), физический имени П. Н. Лебедева (№ 53, 1941 г.), по удобрениям и инсектофунгицидам имени Я. В. Самойлова (№ 55, 1939 г.).

На доме № 59, в котором размещается Институт кристаллографии, установлена памятная доска с надписью: «Здесь с 1962 года по 1970 год работал выдающийся ученый-кристаллограф, Герой Социалистического Труда академик Алексей Васильевич Шубников».

На противоположной стороне проспекта в 1966–1967 гг. построена 17-этажная гостиница ВЦСПС «Спутник».

Здание ВЦСПС (№ 42, 1939 г., архитектор А. Власов) расположено между жилыми домами № 40 и 44. Здесь работают центральные органы профессиональных союзов СССР, ныне объединяющих около 100 млн. трудящихся. За достижения в социалистическом строительстве, успешное выполнение планов развития народного хозяйства профессиональные союзы СССР в 1972 г. награждены орденом Ленина. Профсоюзы СССР поддерживают контакты с профсоюзами более чем 115 стран мира, активно участвуют в работе Всемирной федерации профсоюзов.

Жилые дома, протянувшиеся до Университетского проспекта, были построены в 1954–1957 гг. В глубине озелененной территории кварталов здесь стоят здания детских учреждений, школ. Среди жилой застройки проспекта крупным объемом и остекленными витринами выделяется универмаг «Москва» (№ 54, 1962 г., архитекторы Ю. Пересветов, Б. Соболевский, Л. Ляхов). Около универмага под проспектом создан переход.