Tra cứu các bản đồ cổ, so sánh các địa danh của Thăng Long thế kỷ 17-18 với bản đồ Hồng Đức (có từ trước khi có phủ chúa Trịnh-năm 1490 thời Lê sơ) và thư tịch cổ thì phủ Chúa Trịnh nằm ở phía Tây Nam hồ Gươm. Nhưng về vị trí cụ thể của phủ thì hiện nay đang có những giả thuyết khác nhau. Giả thuyết được nhiều người tán thành nhất: phủ Chúa là một hình chữ nhật tương ứng với các phố ngày nay: hai bề dọc là hai đoạn đầu phố Bà Triệu và phố Quang Trung[2], hai bề ngang là hai đoạn giữa phố Hai Bà Trưng và Trần Hưng Đạo, ngõ-xóm Hạ Hồi (Hà Hồi)[3]; trên phần đất khoảng các làng Vũ Thạch Tiểu, Vũ Thạch Hạ, Hồi Thuần tổng Tả Nghiêm, Phụ Khánh tổng Tiền Nghiêm huyện Thọ Xương phủ Phụng Thiên Thăng Long. Nằm ở phía nam hồ Tả Vọng, có ba cửa: Chính môn ở phía Nam, Tuyên Vũ môn ở phía Đông, Diệu Công môn ở phía Tây. Xung quanh phủ có tường thành xây bằng gạch bao bọc. Bên trong có nhiều cung điện, lầu gác lộng lẫy, xa hoa. Khu vực nội phủ rộng lớn, ứng với các khu vực ngày nay bao gồm: Khu bệnh viện Việt Đức, qua phố Tràng Thi, Thư viện quốc gia, Tòa án nhân dân tối cao, phố Hỏa Lò tới giáp phố Thợ Nhuộm. Phía trên (phía trái mặt Đông phủ) có hồ Tả Vọng (Hồ Gươm), phía dưới là hồ Hữu Vọng (nằm về phía phải mặt Đông phủ (phía cửa Tuyên Vũ), quãng từ các phố Lý Thường Kiệt, Ngô Quyền, Vọng Đức, xuống tới các phố Lò Đúc, Hàn Thuyên (vốn là vùng mặt nước hồ)[4] và Hàng Chuối bây giờ) với ngụ ý hai hồ hướng về phủ chúa. Theo miêu tả và các hình minh hoạ trong sách du ký của các lái buôn phương Tây ở Thăng Long thời đó, Phủ chúa Trịnh dường như nằm ở ven sông Hồng. Trên sông, lực lượng thuỷ quân của vua Lê chúa Trịnh cũng luyện tập thường xuyên. Đến Thăng Long cùng lúc với Dampier, Phan Đỉnh Khuê (Trung Quốc) nhận xét: Trên bãi cát dọc sông, suốt khoảng 50 -60 dặm, có nhiều chiến thuyền. Đối chiếu các nguồn tư liệu, có thể đưa ra giả thuyết: Quần thể Phủ chúa Trịnh được xây trên một diện tích rất rộng, trong đó khu chính ở phía Tây Nam hồ Hoàn Kiếm ngày nay. Sau đó có thêm nhiều công trình kiến trúc, tiến dần sang phía Đông và Đông Nam, sát bờ sông Hồng (trải dài trên một quãng từ Bảo tàng Lịch sử Việt Nam đến Bệnh viện Việt - Xô ngày nay).