От Калужского шоссе по сегодняшнему Ленинскому проспекту в конце 1930-х гг прошла дорога к аэропорту Внуково, позже она была названа Киевским шоссе. Часть проспекта от Калужской заставы до Ломоносовского проспекта была реконструирована в 1957 году, в 1959 реконструирован участок от Ломоносовского проспекта до ул. Кравченко, в 1966 — от ул. Кравченко до ул. Лобачевского — участок от ул. Лобачевского до ул. Миклухо-Маклая — в 1969, а от ул. Миклухо-Маклая до МКАД — в 2001 году.На площади Гагарина в 1962 году построена развязка, которая была реконструирована из-за строительства Третьего Транспортного кольца.
Также Ленинский проспект знаменит тем, что в 1960-70-е годы сюда выводили рабочих и служащих Москвы для массовой встречи делегаций из «братских» социалистических стран.