På den vestlige side ligger gaden langs med Sankt Jørgens Sø, den sydligste af Søerne. Søen er delt i to af en dæmning for Kampmannsgade, der også krydser Vester Søgade på halvvejen. Den østlige side af gaden domineres af etageejendommen Vestersøhus, der ligger mellem Kampmannsgade og Gyldenløvesgade. Ejendommen blev tegnet af Kay Fisker and C.F. Møller og stod færdig i 1939. Med sine altankarnapper kom den til at danne forbillede for senere dansk etageboligbyggeri.[2] Bygningen blev fredet i 1994.[3]
På det sydøstlige hjørne ved Gammel Kongevej ligger det 18 etagers Scandic Copenhagen Hotel. Hotellet hed tidligere Hotel Sheraton. Som sådan medvirkede det i en scene i spillefilmen Olsen-bandens store kup fra 1972. Senere i samme film vågner Egon Olsen spillet af Ove Sprogøe op på en bænk ved Vester Søgade.[4]
På det modsatte hjørne ved Sankt Jørgens Sø ligger Tycho Brahe Planetarium, der blev tegnet af Knud Munk og indviet i 1989. Planetariet rummer en mindre udstilling om verdensrummet og rummissioner. Hovedattraktionen er dog den store kuppelsal, hvor der vises IMAX-film om både verdensrummet og naturfænomener.
