Старопименовский переулок относится к Тверскому району, в ЦАО столицы. Пролегает от Тверской улицы на северо-восток, параллельно Садовой-Триумфальной улице, пересекает Воротниковский переулок и заканчивается, примыкая к улице Малая Дмитровка. С южного направления, параллельно Старопименовскому переулку протянулся Дегтярный переулок.
После пересечения с Тверской улицей Старопименовский переулок переходит в Благовещенский переулок, который прилегает к Трёхпрудному и Ермолаевскому переулкам. Возле Ермолаевского переулка располагается Патриарший сквер и водоём прямоугольной формы на его территории - Патриарший пруд.
Улица Малая Дмитровка, к которой примыкает северо-восточная часть Старопименовского переулка тянется до Садовой-Триумфальной и Садовой-Каретной улиц. После пересечения с Садовой-Каретной улицей Малая Дмитровка переходит в Долгоруковскую улицу.
Юго-западный участок Старопименовского переулка прилегает к Тверской улице, которая тянется до Триумфальной площади и после этого пересечения переходит в Первую Тверскую-Ямскую улицу. Около границ Триумфальной площади недалеко от Старопименовского переулка находится здание концертного зала имени П. И. Чайковского, несколько домов старинной застройки, масса небольших кафе, ресторанов, отделов торговли.
В трёхсот пятидесяти метрах от пересечения улицы Малая Дмитровка и Старопименовского переулка расположена улица Каретный Ряд.
Протяжённость Старопименовского переулка составляет четыреста тридцать метров, вдоль границ Старопименовского переулка расположены:
- Пятизвёздочный гостиничный комплекс Marriott Grand Hotel. В гостинице довольно часто останавливаются высокопоставленные гости, в связи с этим Старопименовский переулок регулярно перекрывают для движения автотранспорта.
- Природный сквер бывшей мужской гимназии.
- Шестиэтажный двух подъездный жилой дом,1935-го года.
- Старинный двухэтажный дом, в котором размещается ресторан «Сквер».
- Памятник архитектуры, остатки городской усадьбы застройки 17-го – 19-го веков.
- Несколько, пяти, шести этажных домов.
- Одноэтажное здание, особняк госпожи Мансуровой.
- Деловой центр.
- Многоквартирный жилой дом, в котором размещаются: театр каскадёров, языковая школа.
- Жилой дом, в этом здании ранее проживал Юрий Борисович Левитан.
- Двенадцатиэтажное жилое здание.
- Многоквартирный жилой дом, относящийся к довоенному периоду застройки.
- Трёхэтажное здание 1936-го года.
- Шестиэтажное жилое здание.
- Многоквартирный жилой дом, в котором размещаются: китайский ресторан «Пекинская Утка», кофейня «Старбакс», аптека, ресторан «Джун Го», салон сотовой связи.
Около Старопименовского переулка располагаются большие участки природной растительности, около юго-западной части описываемого переулка находится небольшой сквер.
Метро «Маяковская» размещается в двухсот метрах от Старопименовского переулка. По Тверской улице, возле Старопименовского переулка проезжают троллейбусы №№ 1, 12 и автобусы №№ Н, 12ц.