Улица Вавилова расположена между улицами Орджоникидзе и Гарибальди, параллельно Ленинскому проспекту в Южном и Юго-Западном административных округах города Москва.

На Юго-Западе Москвы, в районе поселка имени Губкина, после Великой Отечественной войны было начато строительство институтов Академии наук СССР и жилых домов для сотрудников. По находящимся здесь институтам в 1952-1963 годах улица называлась 1-й Академический проезд, а до этого именовалась - Свалочное шоссе и проезд Донского монастыря. Улица Вавилова, протяженностью 4,9 км, названа в честь Сергея Ивановича Вавилова (1891-1951 гг.) - ученого-физика, президента Академии наук СССР 30 июня 1963 года. Первая трамвайная линия здесь прошла в 1954 году до МГУ. Улица Вавилова в 1965 году продлена до улицы Гарибальди по территории бывшего Семеновского села.

В наши дни улица Вавилова пересекает Проспект 60-летия Октября, улицы Губкина и Дмитрия Ульянова. Справа к ней примыкают Ломоносовский проспект, участок старого Калужского шоссе, а также улицы:
- Академика Зелинского,
- Академика Несмеянова,
- Бардина,
- Ляпунова,
- Панферова.

По нечетной стороне улицы находятся:
- Сбербанк России,
- Институт экономики и антикризисного управления,
- Государственный Дарвиновский музей,
- Совет по изучению производительных сил,
- 64-ая городская больница.
По четной стороне расположились:
- Вычислительный центр имени А. А. Дородницына РАН,
- Научный центр здоровья детей РАМН,
- Черемушкинский рынок.
Также здесь находятся институты:
- электронных управляющих машин имени И. С. Бурка,
- биологии развития имени Н. К. Кольцова,
- элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова,
- молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта,
- общей физики (ИОФ РАН).

Ближайшая станция метро "Ленинский проспект" находится в 200 метрах от начала улицы Вавилова.