É no bairro da Gávea que a maior parte das instalações da PUC-Rio está concentrada. O campus, inaugurado em 1955, reúne os cursos de graduação e de pós-graduação. Em suas redondezas, encontram-se o Centro Loyola de Fé e Cultura, o IOPUC e o prédio do antigo Colégio São Marcelo, hoje sede de vários projetos da Universidade.
Em 2011, três novas áreas foram acrescentadas ao patrimônio da PUC-Rio: o terreno de mata preservada que sedia o Centro de Ciências Biológicas, a área de 260.000 m² na região de Tinguá e uma propriedade na Estrada da Gávea. Em conjunto com as Unidades do Centro, da Barra da Tijuca e de Duque de Caxias, os novos espaços possibilitam a expansão das atividades de ensino, pesquisa e extensão da PUC-Rio.