Проспект расположен в центре Петрозаводска. Свое начало он берет от Онежского озера и заканчивается площадью Ленина, пересекаясь с площадью Кирова, улицами Куйбышева, Правды, Кирова, Дзержинского и Андропова. Это одна из самых старых улиц Петрозаводска.
Одной из достопримечательностей проспекта является памятник Ф. Энгельсу и К. Марксу, который находится на пересечении улицы Куйбышева и проспекта. На проспекте также есть памятник в виде орла, сжимающего меч, установленный к восьмидесятилетию образования МВД по РК. На проспекте также находится Национальный театр РК и Театр кукол, а также Музей изобразительного искусства, в здании которого до Октябрьской революции располагалась мужская гимназия.
Проспект Карла Маркса славится своими парками и скверами. Вдоль проспекта Маркса находится Мариинский бульвар, недалеко от набережной Онежского озера располагается Прибрежный парк, а между проспектом, площадью Кирова и рекой Лососинкой расположен Парк культуры и отдыха. Так же проспект славится стадионом Юность, который был построен в 1930 году5 и располагается востоку от парка Онежского тракторного завода.
За время своего существования его несколько раз переименовывали. Осенью 1703 года территория от улицы Куйбышева до площади Ленина стала частью Олонецкого тракта5. Начиная с 1770 года, некоторые участки проспекта и сама улица были переименованы: Петропавловская улица, Мариинская улица, Церковная улица, Столбовая дорога, Офицерская линия, линия к Петровскому заводу, Нагорная линия, Наличная улица. Обычно, улице или участку давалось наименование по какому-либо признаку, например по рельефу местности (Нагорная), либо по достопримечательности или наличию церкви (Церковная). В 1832 году улица стала называться Санкт-Петербургской, а затем один из участков переименовали в Английскую в связи с приездом на завод специалистов из Англии. В 1918 году улицу переименовали окончательно5.
Во время Великой отечественной войны оккупационные власти несколько раз переименовывали проспект: в 1941 году было принято решение о переименовании данного участка в улицу Маршала в честь Маннергейма, в 1942 году название было изменено на улицу Маннергейма, а еще чуть позже бывший проспект стали называть Главной улицей. После освобождения Петрозаводска к проспекту вернулось прежнее название.