Мичуринский проспект находится в Западном административном округе и расположен на территории сразу четырёх районов: Тропарёво-Никулино, Очаково-Матвеевское, Проспект Вернадского и Раменки. Общая протяжённость проспекта составляет около 6 километров 700 метров.

Изначально, согласно Генеральному плану реконструкции Москвы 1935 года, было запланировано создание автотрассы под названием «Западный луч». Она должна была начинаться от проектируемого Дворца Советов (сейчас на его месте расположен Кафедральный соборный Храм Христа Спасителя), пересекать Москва-реку в районе смотровой площадки на Воробьёвых горах и вести к юго-западной окраине столицы. Когда закончилась Великая Отечественная война и застройка юго-запада Москвы шла полным ходом, частично была построена и запланированная трасса. В 1956 году она получила название Мичуринский проспект – именно на него выходил новый Ботанический сад Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.

Проспект был назван в честь знаменитого и даже во многом легендарного русского биолога и садовода-селекционера Ивана Владимировича Мичурина. На весь мир доктор биологии и почётный член Академии наук СССР известен тем, что вывел более 300 сортов яблок, груш, слив, винограда, абрикосов, ежевики, смородины и табака. Благодаря ему на свет также появилось более 30 сортов роз и множество других уникальных цветов. В результате скрещивания различных сортов он получал растения-гибриды с удивительными характеристиками, которые не боялись ни холода, ни зноя.

В 1983 году часть проспекта от пересечения с улицей Лобачевского до Озерной площади была переименована в улицу Пельше – в честь советского латвийского партийного и государственного деятеля Арвида Яновича Пельше, участника Октябрьской революции, а позднее члена Политбюро ЦК КПСС. Однако в 1992 году проспекту вернули прежнее название. В результате дома в Очаково-Матвеевском, в микрорайоне «Олимпийская деревня», которым после Летних Олимпийских игр 1980 года присвоили нумерацию по новому названию «улица Пельше», получили двойной адрес.

В районе Очаково-Матвеевское вдоль Мичуринского проспекта на чётной стороне расположены Большой Очаковский пруд, Академия ФСБ РФ, Храм иконы Божией Матери «Неопалимая Купина», а также Храм Иверской иконы Божией Матери.