Проспект проходит по трассе старого Новгородского тракта, который вел к переправе через Неву в районе села Спасского (территория Смольного). Путешественники отмечали, что «в 1713 дорога к городу… была очень топкая и очень плохая… весь путь весной и осенью был усеян лошадьми, павшими в упряжи между трясинами». В районе пересечения Обводного канала и Лиговского проспекта (Ямская слобода) от тракта отходила вторая дорога, пересекавшая Фонтанку между современными Обуховским и Семеновским мостами. По словам Ф.-Х. Вебера, в 1720-х гг. она была уже вымощена.
Название «Московская улица», данное по Московской стороне города, существовало до 1822 г. В то же время бытовали и другие названия: дорога в Ямскую (середина XVIII в.), Ямская улица (1783–1832), обязанные своим происхождением Московской Ямской слободе, располагавшейся с начала XVIII в. по обе стороны проезда приблизительно между современным Транспортным переулком и Расстанной улицей. В 1798–1822 гг. употреблялись также названия: Московская Ямская и Ямщичья улицы. В справочнике 1822 г. наименование Ямщичья улица относится к участку между современными улицей Некрасова и площадью Восстания, Московская улица – к нечетной стороне остальной части проезда, а Московская Ямская улица – к четной. В то время по середине улицы проходил Лиговский канал, питавший в начале XVIII в. фонтаны Летнего сада. Впоследствии – Лиговская улица (1792–1835), Лиговский проспект (1822–1828). Встречаются и другие названия: улица Лиговского канала (1802), набережная Лиговского канала (1821—26 декабря 1892 г.), Набережная улица по Лиговскому каналу (1821–1829), набережная реки Лиговки (1837).
26 декабря 1892 г. в связи с тем, что засыпали часть Лиговского канала до Обводного, проезду от его начала до Ялтинской улицы вновь присвоили название Лиговской улицы (в том числе и оставшемуся участку набережной канала). Участок проезда от Московских Триумфальных ворот до Ялтинской улицы в 1920-е гг. упраздняется (его последняя часть южнее Громовского кладбища одно время входила в состав Ялтинской улицы), а 15 декабря 1952 г. магистраль переименовывается в Сталинградский проспект в ряду улиц, названных в память об освобождении советских городов в годы Великой Отечественной войны.
Историческое название возвращено 23 июля 1956 г. в форме, существовавшей в 1822–1828 гг. Такова топонимическая история Лиговского проспекта.
Несмотря на обильный шлейф официальных названий, до сих пор в обиходе, городском фольклоре и художественной литературе в ряду колоритных петербургских микротопонимов «Мокруша», «Пять углов», «Старо-Невский» используется простонародное название «Лиговка».
Отметим еще, что название «Лиговка» после середины XVIII в. закрепилось за территорией, относящейся собственно к Ямской слободе, где долгое время сохранялся провинциальный, «слободской» уклад жизни, в отличие от столичной, «городской» жизни начального участка магистрали (от современной улицы Некрасова до Разъезжей улицы, хотя четкой границы между ними не было). Естественно, слободское предместье на старом Новгородском тракте появилось на несколько десятков лет раньше: Петр Первый поселил на берегу реки Лиги ямщиков, те выстроили при местном кладбище деревянную часовню, на ее месте позднее будет построена Крестовоздвиженская церковь, освященная в 1719 г.
По мере развития Санкт-Петербурга и прокладки в нем других путей старой Новгородской дорогой стали пользоваться реже, и директор Морской академии Г.Г. Скорняков-Писарев предложил выкопать на ее месте канал для подачи воды к фонтанам Летнего сада. Основатель Петербурга тут же приказал приступить к прокладке канала – он должен был начинаться в районе деревни Горелово от небольшой речки Лиги. Эта местность возвышается над территорией Летнего сада примерно на 24 метра, и Скорняков-Писарев считал, что струи фонтанов, питаемых из нового канала, будут очень высокими.
Речка Лига дала новому каналу название, а сам канал, заканчивавшийся бассейнами дал название Бассейной (с конца XVIII в., ныне – улица Некрасова) и Фонтанной (с 1900 г.) улицам, небольшой территории Литейной части – Прудки и Лиговскому переулку (с 1880 г.). Лиговский канал дал возможность провести ирригационные работы и осушить трассу старой дороги.
Канал длиной в 23 км выкопали в весьма короткие сроки, однако, когда все было готово, выяснилось, что Скорняков-Писарев ошибся в своих расчетах, и фонтаны не били с должной силой. Воду для них стали брать из Безымянного ерика, переименованного в реку Фонтанку. Лиговский канал некоторое время спустя стали использовать как источник питьевой воды. Был сооружен подземный деревянный водопровод, по которому вода из канала подавалась в особо важные здания того времени (остатки труб этого водопровода еще недавно находили во время ремонтных работ на Лиговском проспекте).
До конца 1730-х гг. проводились работы по улучшению состояния канала. Вдоль всего канала поставили караульные будки, в которых дежурили солдаты, в чьи обязанности входило следить за чистотой воды в канале, за соблюдением запрета на сброс в канал любых видов загрязнений. Через канал были устроены пешеходные мостики. Городская часть канала за Невской Першпективой заканчивалась в слободе Преображенского полка бассейнами, из них вода по трубам подавалась в Летний сад. Возводимая с 1740 г., слобода лейб-гвардии Преображенского