За площадью, на пересечении проспекта с Большой Монетной улицей, находится самое старое из всех зданий на проспекте – дом № 21. Здание для Сиротского дома возвели в 1834 году по проекту Л.И. Шарлеманя. С 1843 года здесь располагался императорский Александровский лицей (бывший Царскосельский), тот самый лицей, где в своё время учился Александр Сергеевич Пушкин. В стенах здания был создан первый Пушкинский музей.
Площадь Льва Толстого, в прошлом Архиерейскую, у станции метро «Петроградская» пересекают две главные магистрали Петроградского острова – Каменноостровский и Большой проспекты.
За площадью высится здание в стиле советского конструктивизма. Это Дворец культуры промкооперации. Он строился в 1931–1938 годах. В народе он до сих пор называется Промка. По изначальному проекту Дворец должен был включать два театра, физкультурные залы, бассейн и библиотеку. Все эти помещения архитекторы предполагали поместить под одну крышу, однако этот план не был реализован. Не была построена 50-метровая башня, её возвели только в половину высоты.
На берегу Карповки и Каменноостровского стоит двухэтажная вилла Покотиловой, построенная архитектором Марианом Станиславовичем Лялевичем в 1909 году. Это стилизация под итальянское Сеиченто; на двух боковых ризалитах воспроизведены горельефы Луки делла Роббиа из ризницы флорентийского собора.
Далее по нечётной стороне проспекта выделяются два дома построенные в 1910-х годах по проекту архитектора Владимира Алексеевича Щуко. Это дома № 63 и № 65. В начале ХХ века эту землю купил военный инженер К.В. Марков, который сам и разработал план постройки этих зданий. Именно по его чертежам они и были возведены. Скульптурное оформление фасада принадлежит скульптору-декоратору В.В. Кузнецову. Внизу левого ризалита им вырезана маска фавна, изо рта которого когда-то шла вода. При строительстве домов В.А. Щуко впервые в России применил замкнутую систему полуколонн, вытянутых на высоту четырёх этажей. В 1911 году, по окончании строительства этих зданий, Академия художеств присудила Щуко звание академика архитектуры. В 1912 году за лучшие лицевые фасады архитектор получил серебряную медаль на Международной строительной выставке. На каждом этаже зданий расположены две квартиры. Их парадные комнаты выходят на проспект, а кухни и комнаты для прислуги – во двор. В боковых флигелях распланированы более скромные квартиры.