Проходит по двум районам города — Центральному и Октябрьскому, от улицы Льва Толстого до Цеховой улицы в северо-западном направлении. Протяженность проспекта — 3,9 км. Ширина — от 10 до 15 метров.
Будущий проспект был одной из первых улиц, появившихся в Барнауле, о чём свидетельствует план города 1748 года. В это время здесь располагались жилые дома заводских служащих, а сама улица проходила по восточной окраине города. В XIX веке улицу облюбовали купцы (Суховы, Кураговы, Ивановы), построившие здесь свои усадьбы.
В Острожном переулке также располагались городская тюрьма, церковь Александра Невского, городская школа, Больница Красного креста. В мае 1917 года произошел крупнейший пожар в городе, в результате которого сгорели все деревянные строения на проспекте, и лишь частично сохранились кирпичные здания.
После 1917 года проспект осуществлял транспортную функцию в центральной части города и заканчивался у городской рощи (ныне сквер АлтГТУ). Генеральный план развития города 1937 года предусматривал продолжение улицы через рощу, и в военные годы 1941—1945, когда в Барнаул было эвакуировано более 150 предприятий и заводов, Комсомольский проспект через Сибирский проспект связал центр и район жилых массивов БМК и ВРЗ.
В 1950-е — 1970-е годы Комсомольский проспект продлили до Цеховой улицы, с поворотом на север в месте пересечения с Советской улицей. Застройка улицы осуществлялась по типовым проектам, большая часть жилого фонда представляла собой «хрущёвки».
В 1990-е — 2000-е годы на участке от улицы Никитина до улицы Чкалова были построены высотные дома с жилыми и офисными помещениями. В 2002 году рядом с площадью Ветеранов были установлены цветочные часы прямоугольной формы размером 4 на 5 метров.[1] Осенью 2005 года от улицы Димитрова по направлению к Речному вокзалу, посажено около ста деревьев, оборудовано лавочками и небольшими скульптурами три зеленых уголка.[2] В 2006 году была проведена реконструкция дорожного покрытия.