Путилковское шоссе располагается на территории районов Митино и Куркино, в северо-западном округе столицы, так же шоссе пролегает через территорию городского округа Химки и Красногорского района.
Путилковское шоссе проходит большое расстояние, пролегает от Первого Митинского переулка на северо-восток, почти прилегает к МКАД, на этом участке к Путилковскому шоссе примыкает улица Соломеи Нерис, с запада подходит Парковая улица, далее траектория Путилковского шоссе пересекает территорию деревни Путилково, относящейся к Красногорскому району. После жилого сектора деревни Путилково, где Путилковское шоссе является основной дорожной артерией, трасса Путилковского шоссе пересекает траекторию Новокуркинского шоссе и пролегает до жилых микрорайонов района Химки, Путилковское шоссе пересекает Молодёжную улицу и продолжается после этого пересечения, как улица Бабакина.
Название Путилковскому шоссе было дано по деревне Путилково, территорию которой шоссе пересекает и является главной улицей деревни. Своё название шоссе получило в 1985-м году.
Протяжённость Путилковского шоссе составляет пять километров девятьсот метров, около границ шоссе находятся:
- Промышленная зона № 66 «Митино».
- Природная территория между Путилковским шоссе и трассой МКАД.
- Посёлок Новобратцевский. Около посёлка Путилковское шоссе образует с трассой Московской кольцевой дороги Путилковскую транспортную развязку.
- Жилой Сектор деревни Путилково, на этом промежутке около шоссе находятся жилые дома разной этажности. А так же недалеко от описываемого шоссе расположены: гипермаркет «О’кей Путилково» и торгово-развлекательный центр «ВэйПарк». Так же возле шоссе ведётся строительство жилого квартала Новое Тушино и находится бизнес-парк «Гринвуд».
- Комплекс зданий птицефабрики в Путилково
- Конноспортивный комплекс «Кремлёвская школа верховой езды».
- Строящийся жилой комплекс «Путилково», территория ЖК прилегает с севера к трассе Путилковского шоссе.
- Природная территория, северная часть Алёшкинского лесопарка.
- Семнадцатиэтажное жилое здание 2-го «Б» микрорайона Новобутаково.
- Гаражный сектор.
- Строительная площадка жилого комплекса «Планерный».
Недалеко от пересечения Путилковского шоссе с Молодёжной улицей находится Химкинская центральная клиническая больница. Так же по Молодёжной улице можно добраться до Новохимкинской транспортной развязки с МКАД.
Около южной части Путилковского шоссе находится территория Новогорского лесопарка. Так же трассу Путилковского шоссе в нескольких местах пересекает русло реки Сходни.
Через Путилковское шоссе проезжают автобусы №№ 26, 852 и маршрутки №№ 326, 892.
Станция метрополитена «Митино» находится в одном километре четырёхсот метрах от пересечения Путилковского шоссе и Первого Митинского переулка. Расстояние до станции метрополитена «Волоколамская» составляет около полутора километра.