Bảo tàng Hà Nội được thành lập năm 1982 theo Quyết định của Ủy ban nhân dân Thành phố Hà Nội. Thực hiện Nghị quyết số 15/2008/QH12, ngày 29/5/2008 của Quốc hội khóa 12 về việc điều chỉnh địa giới hành chính thành phố Hà Nội và một số tỉnh lân cận, Bảo tàng Hà Nội và Bảo tàng Hà Tây đã sáp nhập thành Bảo tàng Hà Nội. Từ năm 1982 đến 5/10/2010 Bảo tàng Hà Nội có trụ sở chính tại số 5D, Hàm Long, Hoàn Kiếm, Hà Nội. Nhân dịp kỷ niệm đại lễ 1000 năm Thăng Long - Hà Nội, Thành ủy, Hội đồng nhân dân và Ủy ban nhân dân Thành phố Hà Nội đã quyết tâm chỉ đạo xây dựng dự án Bảo tàng Hà Nội và được khởi công xây dựng ngày 19/5/2008 tại địa chỉ đường Phạm Hùng, phường Mễ Trì, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội. Ngày 06/10/2010 đã khánh thành tòa nhà, đưa vào khai thác sử dụng đúng dịp Kỷ niệm Đại lễ 1.000 năm Thăng Long- Hà Nội.

Tòa nhà Bảo tàng Hà Nội có 6 tầng, trong đó 4 tầng nổi và 2 tầng hầm. Hình dáng tòa nhà có kiến trúc tháp ngược, không gian các tầng nổi được thiết kế mở thuận tiện cho công tác thi công nội thất và bố trí lộ trình tham quan. Tầng 1 mở cửa về 4 hướng có tác dụng đón không khí trong lành từ 4 hướng với ý nghĩa 4 phương tụ hội về Thủ đô- vùng đất Thăng Long- Hà Nội ngàn năm văn hiến.

Bảo tàng Hà Nội hiện nay lưu giữ hơn 70.000 tài liệu, hiện vật (số liệu đến tháng 6/2021) thuộc nhiều chất liệu khác nhau, là minh chứng lịch sử hàng ngàn năm Thăng Long – Hà Nội. Một số hiện vật, sưu tập hiện vật rất có giá trị, được giới khoa học đánh giá cao: sưu tập trống đồng; sưu tập đồ gồm sứ; sưu tập hiện vật chất liệu ngọc ngà; sưu tập hiện vật cách mạng kháng chiến… Bảo tàng Hà Nội có 4 hiện vật/ nhóm hiện vật là bảo vật quốc gia rất có giá trị gồm: Chân đèn gốm men lam xám thời Mạc của nghệ nhân Đặng Huyền Thông; Long đình Bát Tràng thời Lê; Chuông đồng Thanh Mai; Trống đồng Cổ Loa và bộ lưỡi cày đồng trong trống đồng Cổ Loa.

Trong nhiều năm qua, Bảo tàng Hà Nội tập trung cho công tác sưu tầm hiện vật và xây dựng nội dung trưng bày thường xuyên. Phần trưng bày thường xuyên của Bảo tàng có 7 chủ đề và 33 tiểu chủ đề gồm: Chủ đề 1: Thiên nhiên; Chủ đề 2: Hành trình đến Thăng Long; Chủ đề 3: Thăng Long; Chủ đề 4: Hà Nội thế kỷ XIX – XX; Chủ đề 5: Kháng chiến; Chủ đề 6: Xây dựng Chủ nghĩa Xã hội; chủ đề 7: Trên đường đổi mới. Ngoài ra trong phần trưng bày Bảo tàng Hà Nội có 4 khu khám phá trải nghiệm, một khu trưng bày chuyên đề và phần trưng bày ngoài trời. Thiết kế trưng bày của Bảo tàng Hà Nội đang thực hiện có đồ họa đẹp, hiện đại, nội dung trưng bày logic, sử dụng nhiều công nghệ hiện đại để thể hiện tối đa nội dung, thông điệp, ý tưởng.

Hiện nay, Bảo tàng Hà Nội đang tạm dừng đón tiếp khách tham quan, tập trung toàn bộ nguồn nhân lực để phục vụ cho thi công trưng bày thường xuyên, theo kế hoạch dự kiến sẽ mở cửa phục vụ khách tham quan vào cuối năm 2022.