Elle a une longueur de 3 515 mètres, ce qui fait d’elle de la deuxième plus grande rue de Paris après la Rue de Vaugirard. Sur la rue de Pyrénées, se répartissent 401 numéros d'immeubles. Sa largeur varie entre 25 m au niveau des rues de Lagny et de la Plaine et 48 m à son débouché sur le cours de Vincennes.
No18: dépôt de bus Lagny de la RATP, reconstruit en sous-sol en 2012-2015.
No20: immeuble Le Garance, construit entre 2012 et 2015, livré en , couvrant 11 197 m2 au sol: 29 840 m2 de bureaux, un collège (9 classes), une crèche (66 places), un dépôt de bus (184 véhicules) et un jardin privatif de 2 600 m2. Coût global: 180 M€ HT. Le ministère de l'Intérieur y a installé sur 26 000 m2 quatre de ses directions et trois services regroupant 1 400 agents. L'inauguration a lieu le par Bernard Cazeneuve, ministre de l'Intérieur. L'architecte est Brigitte Métra[3].
No190: ancien dispensaire Jouye-Rouve-Taniès, construit en 1903-1904[4] par l'architecte Louis Bonnier pour soigner les «maladies de la poitrine» (dont la tuberculose). L'édifice est inscrit sur la liste des Protections de la ville de Paris[5].
No248: bureau central des Postes, édifice représentatif de l'architecture des années 1930 construit par Paul Bessine en 1934[8]. À l'intérieur figurent deux sujets en céramiques de Sèvres réalisés par Ossip Zadkine en 1937.
No250: plaque commémorative en hommage à Marie-Thérèse Fleury, posée en 1988 à l'intérieur du bureau de poste.
No268: 68 communards sont tués le , lors de la Semaine sanglante, sur une barricade immortalisée par une célèbre photo[6]. Un exemplaire de cette photographie anonyme, intitulée La Barricade du boulevard Puebla, est conservée au musée d'art et d'histoire de Saint-Denis (Seine-Saint-Denis)[9].
Nos291-293: école primaire.
Nos292-294: place du Guignier. Autrefois impasse du Guignier, elle est devenue avec l'ouverture de la rue des Pyrénées une petite place triangulaire charmante et villageoise, bordée de petites maisons. Des arbres, un banc, un réverbère à l'ancienne meublent la place, ainsi qu'un remarquable édicule en pierre des Égouts de Paris, récemment restauré.
Nos298-300: immeuble de rapport formant un angle, construit en 1911 par l'architecte Constant Coursimault.
Félix Rochegude, Promenades dans toutes les rues de Paris par arrondissements: origines des rues; maisons historiques ou curieuses; anciens et nouveaux hôtels; enseignes, vol.XXe arrondissement, Hachette, (lire en ligne), p.9.
Gilbert Montagné, interviewé par Régis Le Sommier, «Gilbert Montagné voit la vie en rose», Paris Match, semaine du 30 novembre au 6 décembre 2017, p.114-119.