Khu thành cổ, tức hoàng thành Thăng Long, nằm ở khoảng giữa hồ Tây và hồ Hoàn Kiếm, xuất hiện cùng với kinh đô Thăng Long. Trải qua nhiều lần phá hủy, xây dựng lại rồi tiếp tục bị tàn phá, hoàng thành Thăng Long hiện chỉ lưu lại ở một vài dấu vết. Trên phố Phan Ðình Phùng hiện nay còn cửa Bắc của thành được xây bằng đá và gạch rất kiên cố. Cột cờ Hà Nội xây năm 1812 hiện nằm trên đường Ðiện Biên Phủ. Công trình cao 40 mét này gồm ba nền thềm rộng và tháp cổ hình lăng trụ, bên trong có cầu thang xoắn ốc dẫn lên kỳ đài. Phía Nam thành cổ còn lưu lại được một quần thể di tích đa dạng là Văn Miếu-Quốc Tử Giám, được xây từ đầu thế kỷ XI. Gồm hai di tích chính, Văn Miếu – nơi thờ Khổng Tử, các bậc hiền triết của Nho giáo và Chu Văn An – và Quốc Tử Giám – trường quốc học cao cấp đầu tiên của Việt Nam – công trình không chỉ là điểm du lịch hấp dẫn mà còn là nơi tổ chức nhiều hoạt động văn hóa.