Алтуфьевское шоссе расположено в Северо-восточном округе Москвы и является улицей, а в Мытищенском районе Московской области – шоссе. Улица «Алтуфьевское шоссе» пролегает по территориям районов города Москвы: Отрадного, Алтуфьевского, Бибирево (к востоку) и Лианозово (к западу). В черте города направление улицы идет строго на север до пересечения с МКАД, далее она идет на северо-восток и в конце выходит на пятый километр Осташковского шоссе, как грунтовая дорога.

Первоначально Алтуфьевское шоссе было просто дорогой, которую построили на средства одной из самых богатых семей России, по данным 1914 года, семьи немецких предпринимателей 19 века в России - Вогау. Названа была дорога по одноименному населенному пункту «Алтуфьево», название сохранилось до наших дней.

Около этого села было основано в 1750 году сельское кладбище, которое в 1978 году включено в перечень московских кладбищ. Оно занимает площадь 1,46 гектара и входит в состав Государственного унитарного предприятия «Ритуал». Здесь сохранились захоронения, датируемые 19 веком.

В районе Лианозово, к юго-западу от авторазвязки Московской кольцевой автодороги и Алтуфьевского шоссе, расположен комплекс памятников усадебной архитектуры 18 - 19 веков состоящий из «Усадьбы Алтуфьево» и храма Воздвижения Креста Господня, которые занимают парк площадью 10,3 гектара на берегу Алтуфьевского пруда.

На Алтуфьевском шоссе расположены Первый, Второй и Третий Алтуфьевские путепроводы, находящиеся на территории Северо-Западного административного округа Москвы и обеспечивающие соединение между собой многих улиц округа, а также проезд в районы Отрадное, Марфино, Алтуфьевское. По этим путепроводам проходят линии столичного троллейбуса.

На шоссе находится конечная станция Серпуховско-Тимирязевской линии Московского метрополитена «Алтуфьево». Недалеко от шоссе находится еще одна станция метро «Владыкино».