Tọa lạc trên đường Phạm Hùng và nằm trong cụm các công trình có kiến trúc độc đáo của Thủ đô. Với khuôn viên rộng hơn 50.000m2, tòa nhà gồm bốn tầng nổi và hai tầng hầm, chiều cao 30.7m, diện tích xây dựng 11.952m2, diện tích sàn xây dựng 30.208m2, chính khuôn viên rộng rãi và kiến trúc độc đáo đó đã làm cho bảo tàng trở thành một điểm đến quen thuộc của khách tham quan trong và ngoài nước khi nhắc đến thủ đô Hà Nội.Công trình này được thiết kế bởi kiến trúc sư Meinhard fon Gerkan Nikolaus Goetze (Liên danh gmp international GmbH – inros Lackner AG). Bảo tàng Hà Nội là khu bảo tàng lớn và hiện đại bậc nhất Việt Nam, tái hiện nét văn hóa Hà Nội xưa cùng nhiều giá trị truyền thống lâu đời.