Discurre en sentido oeste-este desde su intersección con el paseo de la Castellana hasta su término en la plaza de los Santos de la Humosa, atravesando los distritos de Chamartín, Ciudad Lineal, Hortaleza y Salamanca,[1]​ así como los barrios de Castellana, El Viso, Prosperidad, Ciudad Jardín, Colina, Canillas y Pinar del Rey.

[2]​ Esta calle, antiguo camino entre Madrid y el pueblo de Hortaleza, aparece en Las calles de Madrid.

[8]​ Durante casi todo el siglo xx, López de Hoyos fue la vía vertebradora central del moderno arrabal de Prosperidad,[5]​ para pasar a ser luego el límite septentrional del barrio administrativo del mismo nombre.

[10]​ En 1993 tuvo lugar un atentado de la banda terrorista ETA en la intersección de la calle con la calle Joaquín Costa, causando 7 muertos y 25 heridos.

[11]​ Entre los edificios destacados de la vía se encuentran el mercado municipal de Prosperidad (n.º 81)[9]​ o las iglesias del Sagrado Corazón (n.º 73),[9]​ y la de Santa Matilde (n.º 166, inaugurada en 1930).