Улица Косыгина носит своё название с мая 1981 года, располагается в Западном и Юго-Западном округах столицы, на границе районов «Раменки» и «Гагаринский». Улица пролегает на большое расстояние, она берёт своё начало у Ленинского проспекта и площади Гагарина, пролегает в западном направлении, равномерно огибая природную территорию напротив Андреевской и Воробъёвской набережных расположенных вдоль Москвы реки. На всём протяжении улицы Косыгина к ней примыкает и с ней пересекается большое количество улиц, а именно, начиная от Гагаринской площади: улица Сергея Капицы, улица Академика Зелинского, улица Академика Зельдовича, пересекается с проспектом Вернадского, примыкает Университетская площадь, Мичуринский проспект и заканчивается улица Косыгина возле дорожной развязки между Воробьёвским шоссе, Мосфильмовской улицей и улицей Пудовкина. Дома расположенные вдоль улицы Косыгина пронумерованы начиная от площади Гагарина.
Улица была названа в память о А. Н. Косыгине, который ранее проживал на этой улице, его особняк находился по адресу Косыгина дом № 8.
Протяжённость улицы Косыгина составляет четыре километра пятьсот метров, вдоль границ улицы располагаются, начиная от Гагаринской площади, вдоль северной стороны:
- Институт Физики имени П. Л. Капицы.
- Институт биохимической физики имени Н. М. Эмануэля.
- Институт химической физики имени Н. Н. Семёнова.
- Жилой дом сотрудников ИФХ РАН.
- Дом М. С. Горбачёва.
- Наблюдательная площадка на вершине Воробьёвых гор.
- Неработающая эскалаторная галерея станции метро «Ленинские горы».
- Экологическая тропа и пруд около неё, территория отдыха на экологической тропе.
- Спортивный комплекс «Воробьёвы горы».
- Гостевые дома в ведении ФСО.
Практически всю северную часть улицы Косыгина покрывают лесные массивы природного заказника Воробьёвы горы, на берегу реки Москвы. На противоположной стороне улицы Косыгина находятся:
- Киноконцерн «Мосфильм».
- Гостевые дома.
- Микрорайон Ленинские горы.
- Большой природный сектор.
- Аллея Университетской площади.
- Регулирующий водопроводный узел расположенный на Ленинских горах.
- открытые теннисные корты Российской федерации тенниса.
- Территория Городского дворца детского и юношеского творчества.
- Жилые дома 25-го, 26-го, 29-го кварталов района Гагаринский.
- Гостиница «Корстон».
- Территория школы № 192.
Вдоль улицы Косыгина образовано автобусное и маршрутное движение. Ближайшие станции метро находятся на Ленинском проспекте, станция метрополитена «Ленинский проспект» , около моста Лужники, станция «Воробьёвы горы» и станция метро «Университет» на проспекте Вернадского.