Верно: Большая алма-атинская кольцевая автомобильная дорога.
Объективная причина всегда одна: знаки препинания (в том числе кавычки разного вида, тире и дефис) служат своего рода кодом, при помощи которого пишущий стремится зафиксировать на письме свою мысль таким образом, чтобы максимально точно донести ее до читателя. О том же Чехов говорил, что знаки препинания служат нотами при чтении. Хрестоматийные примеры: казнить нельзя помиловать, поставить статую золотую пику держащую и т. п. Ср. Наташина подруга — отличница и Наташина подруга-отличница. В первом случае перед нами предложение, а во втором только словосочетание.
Разные справочники дают разные рекомендации (подробнее см. в "Письмовнике"). На практике названия городов из двух слов, если они следуют после родового слова город, чаще не склоняют.
Первый вариант по структуре предложения более логичен.
Корректно: жил на другом конце города.
Коректно: пакет молока за тридцать рублей.
Правильно: ...достопримечательностью Москвы. Зачем здесь слово город?
Правильно: по Москве, по г. Москве.
