Plany Stefana Starzyńskiego pokrzyżowała II wojna światowa i dopiero po jej zakończeniu połączono ulicę Puławską z aleją w rejonie Dworca Południowego.
Na rogu późniejszej al. Niepodległości i ul. Koszykowej (al. Niepodległości 245) w 1933 roku ukończono jedną z większych inwestycji Funduszu Kwaterunku Wojskowego. Znajdowały się tu mieszkania oficerów garnizonu warszawskiego, w tym wykładowców Wyższej Szkoły Wojennej oraz jej słuchaczy. Składa się z dwóch skrzydeł, dłuższego (9 klatek schodowych) od ul. Koszykowej, i krótszego (3 klatki schodowe) od ówczesnej ul. Topolowej, w narożu oraz na końcu dłuższego skrzydła posiada dwie bramy. W październiku 1933 na rogu ulic Topolowej i 6 sierpnia (Nowowiejskiej) odsłonięto pomnik Poległym Saperom. Monument został zniszczony w 1944.
Zabudowa ulicy ucierpiała w czasie obrony Warszawy we wrześniu 1939. W czasie okupacji niemieckiej, 16 października 1943, przed domem pod nr 141 odbyła się pierwsza egzekucja uliczna w Warszawie.
W okresie okupacji niemieckiej ulicy nadano niemiecką nazwę Nordsüdallee. Podczas powstania warszawskiego w 1944 ulica ponownie stała się miejscem i linią walk — pomiędzy Odyńca, Puławską i Woronicza do 27 września bronił się pułk Baszta.