Багратионовский проезд находится на территории района «Филевский Парк» Западного административного округа города Москвы. Он расположен между улицами Барклая и Новозаводской, слева к нему примыкает Промышленный проезд, справа - Тучковская улица. Номера домов начинаются от Новозаводской улицы.

Его прежнее название было – «Станционная улица», по расположению железнодорожной станции «Фили» Белорусского направления Московской железной дороги. 13 Января 1956 года произошло переименование в «Багратионовский проезд», в честь героя Отечественной войны 1812 года, полководца Петра Ивановича Багратиона.

В память о Багратионе в сентябре 1997 года к 850-летию Москвы был введен в эксплуатацию первый и единственный в России торгово-пешеходный мост «Багратион», 5 сентября 1999 года установлен памятник Багратиону на Кутузовском проспекте перед деловым комплексом "Башня-2000".

Протяженность Багратионовского проезда составляет 1100 метров. На нем находится Торговый комплекс «Горбушкин двор», расположенный в здании под № 7. Здесь проводится торговля аудио и видеопродукцией, компьютерной продукцией и техникой. Торговый комплекс пришел на смену московскому рынку аудио и видеопродукции "Горбушка", который располагался недалеко от станции метро «Багратионовская» в аллее Филёвского парка, возле Дворца Культуры имени Горбунова. "Горбушка" работала преимущественно по выходным дням.

Строение под № 16 занимает электродепо «Фили», которое обслуживает Филёвскую и Арбатско-Покровскую линии Московского метрополитена.

В начале Багратионовского проезда находится станция метрополитена «Фили», в конце проезда расположена станция метро «Багратионовская». Проезд обслуживают городские автобусы маршрутов № 109 и № 116.