ถนนทวีวัฒนา เป็นเส้นทางการคมนาคมระหว่างเขตหนองแขมกับเขตทวีวัฒนา ทางทิศตะวันตกของกรุงเทพมหานคร แยกจากถนนเพชรเกษมในพื้นที่แขวงหนองค้างพลู เขตหนองแขม เลียบฝั่งตะวันตกของคลองทวีวัฒนาเป็นเส้นตรงไปทางทิศตะวันตกเฉียงเหนือ ผ่านใต้สะพานถนนพุทธมณฑล สาย 3 จากนั้นข้ามคลองบางไผ่เข้าพื้นที่แขวงทวีวัฒนา เขตทวีวัฒนา ตัดกับถนนบางแวก ตัดกับถนนเลียบคลองปทุม ตัดกับถนนทวีวัฒนา-กาญจนาภิเษกและถนนทวีวัฒนา-พุทธมณฑล สาย 4 จากนั้นข้ามคลองบางกระทึกเข้าพื้นที่แขวงศาลาธรรมสพน์ ตัดกับถนนอุทยาน ถนนบรมราชชนนี และถนนศาลาธรรมสพน์ ก่อนจะไปสิ้นสุดที่ทางรถไฟสายใต้