Застройку набережной открывает трехэтажный дом № 1/2, выходящий также на 7-ю линию, а на Академический переулок под № 12. На его месте первоначально было два участка. В 1720-х годах угловое здание начал возводить один из приближенных А.Д. Меншикова, генерал Алексей Волков, а соседнее – подрядчик Илья Лутковский, который поставлял материалы для сооружения здания Двенадцати коллегий. Оба дома, оставшиеся недостроенными, в дальнейшем перешли к Академии наук. В 1757–1758 годах архитектор С.И. Чевакинский объединил их. Квартиры отвели ученым и академическим служащим, разместили здесь часть типографии и анатомический театр. Тут поселились анатом академик К.Ф. Вольф и знаменитый изобретатель-конструктор И.П. Кулибин, имевший при доме свою мастерскую.
Во второй половине XVIII века по 7-й линии возвели корпус, выходивший также на переулок. Его заняла академическая гимназия. В 1758 году часть оборудования академической типографии была передана в открытую здесь Новозаведенную типографию.
В 1806–1808 годах дом перестроили в формах классицизма. Парадный фасад, обращенный к набережной, подчеркнули портиком из четырех дорических колонн. Классическую обработку получили фасады по 7-й линии и Академическому переулку. Работы велись по проекту архитектора А. Г. Бежанова при вероятном участии А.Д. Захарова. Ряд документов указывает на авторство академического архитектора Д.Е. Филиппова.
В конце 1940-х годов по предложению президента Академии наук СССР С.И. Вавилова на фасадах академического дома было решено установить мемориальные доски в честь живших здесь деятелей отечественной науки. По проекту архитектора Р.И. Каплан-Ингеля в 1948—1950-х годах было изготовлено девятнадцать досок, впоследствии появилось еще десять. Размещенные попарно в простенках первого этажа, они контрастно выделяются на фоне светлых стен мемориального здания.
Здание отмечено 27 мемориальными досками, посвященными академикам, жившим здесь в разное время, – физиологу И.П. Павлову, ботаникам В.И. Палладину и А.С. Фаминцыну, гидробиологу С.А. Зернову, зоологу А.О. Ковалевскому, математикам М.В. Остроградскому, П.Л. Чебышеву, А.М. Ляпунову, А.А. Маркову и В.А. Стеклову. Увековечены имена лингвистов И.И. Мещанинова, Я.К. Грота, Н.Я. Марра, литературоведов А.С. Орлова и М.П. Алексеева. Надписи напоминают, что с этим домом была связана жизнь и деятельность физиков В.В. Петрова и Б.С. Якоби, геологов В.И. Вернадского, А.П. Карпинского, А.Е. Ферсмана, Ф.Ю. Левинсона-Лессинга, А.А. Борисяка, византолога Ф.И. Успенского, востоковедов В.П. Васильева, И.Ю. Крачковского, В.М. Алексеева, С.Ф. Ольденбурга.
В этом доме жили и многие другие ученые: филологи В.Ф. Шишмарев, А.Н. Веселовский, В.И. Срезневский, П.В. Никитин, Л.Н. Майков, В.К. Ернштедт, А.-И. (А. М.) Шегрен, историки Н.П. Кондаков, И.П. Бородин, Н.Г. Устрялов, А.С. Лаппо-Данилев-ский, востоковеды В.В. Радлов и М.И. Броссе, геологи Ф.Н. Чернышев, А.А. Полканов, химики Я.Д. Захаров и Г.И. Гесс, зоолог М.И. Адамс, математики Н.И. Фусс и П.Н. Фусс, физики Л.Ю. Крафт, В.П. Линник и А.Ф. Иоффе, а также целый ряд других выдающихся ученых. С 1949 года открыта мемориальная квартира-музей И.П. Павлова.
Двухэтажный, на подвалах, дом № 3 был возведен в первой четверти XVIII века по образцовому проекту домов «для именитых» архитектора Ж.-Б. Леблона. В первой половине XVIII века он принадлежал К.И. Зотову, сыну известного учителя Петра I. Владелец участка занимал высокий пост контролера при Адмиралтейств-коллегии, был автором нескольких руководств по морскому делу.
В 1823 году архитектор В.И. Беретти для купеческой жены А. Бракгаузен перестроил здание в формах классицизма, дополнив композицию четырехколонным портиком дорического ордера. В 1832 году в этом доме поселился американский посол Дж. Бьюкенен – будущий 15-й президент США, который писал: «Я занял очень хороший дом на берегу Невы с прекрасным видом на эту величественную реку и корабли, входящие в этот изумительный город…»
В 1872 году для очередного владельца – коммерсанта Л.К. Эстеррейха – архитектор Р.А. Гедике перестроил здание, изменил фасад и придал ему отделку в стиле Людовика XVI. В 1890-х годах дом перешел к отставному министру путей сообщения и члену Государственного совета А.К. Кривошеину, поселившемуся здесь.
Тоже двухэтажный, на подвалах, дом № 5 относится к 1720-м годам, построен для сержанта лейб-гвардии Преображенского полка Н.В. Салтыкова. В середине XVIII века он принадлежал В. Зотову, а в 1750-х годах дом перешел некоей А. Эйхлер. В ее доме в 1753 году поселился живописец Л.К. Пфандцельт. Он прожил в этом доме тридцать пять лет. В 1770-х годах он состоял хранителем картинной галереи Императорского Эрмитажа, а в 1780-х – реставратором при ней.