Seu percurso se inicia na Praça Rio Branco, em frente à estação rodoviária. Cruza a Avenida Amazonas na Praça Sete, ponto considerado o hipercentro de Belo Horizonte e marcado por um obelisco. Corta ainda, dentre outras, a Rua da Bahia, a Avenida Brasil e a Avenida Getúlio Vargas. Estende-se para além da Avenida do Contorno, avançando em direção à Serra do Curral, ultrapassando o traçado original da cidade. Termina na Praça da Bandeira, onde encontra a Avenida Bandeirantes.

Encontra-se nessa avenida grande riqueza arquitetônica em estilos de diferentes épocas. Ao longo de seus 4,3 km encontram-se vários pontos históricos e culturais importantes, órgãos dos poderes públicos municipal, estadual e federal. Destacam-se o Cine-Teatro Brasil, o Café Nice, o Centro Cultural do Instituto Moreira Salles, o Edifício Acaiaca, o Othon Palace Hotel, a Igreja de São José, o prédio da Prefeitura Municipal, o Parque Municipal, o Teatro Francisco Nunes, o Palácio da Justiça Rodrigues Caldas, o Edifício Automóvel Clube, o antigo Conservatório da Universidade Federal de Minas Gerais, o Palácio das Artes e a Bolsa de Valores Minas-Espírito Santo-Bahia. Aos domingos, a área compreendida entre as ruas dos Guajajaras e da Bahia abriga a Feira de Artes e Artesanato.