Свое название в честь императрицы Екатерины I проспект получил в 1903 году, когда отмечался 200-летний юбилей Санкт-Петербурга. Прежде проспект назывался Охтенской дорогой и тянулся от современного шоссе Революции до дороги в Рыбацкое, но в начале ХХ века сразу несколько улиц в этом районе получили новые наименования в честь ближайших сподвижников Петра I. Охтинская дорога претерпела не только смену названия, но и последовавшее за этим сокращение протяженности. Очертания, приближенные к современному облику проспект обрел лишь в 60х годах ХХ столетия. Для ценителей архитектурных памятников стоит отметить, что к Екатерининскому проспекту примыкает часть ансамбля зданий больницы Петра Великого, которая была построена в 1910—1914 годах. С 2000 года в здании бывшей часовни больницы действует церковь Святых Апостолов Петра и Павла. Почти по всей длине проспекта вдоль него протянулись парковки фирм, занятых торговлей и обслуживанием автомобилей.