Ngoài cơ sở chính nằm ở khu vực Quận 5, Trường Phổ thông Năng khiếu đã bắt đầu đưa cơ sở 2 phân hiệu Đông Hòa ở phường Linh Trung, Thủ Đức vào hoạt động. Cơ sở 2 này bắt đầu tuyển sinh từ năm 2014.[4]

Cơ sở 1

Đặt ở 153 Nguyễn Chí Thanh - Quận 5, cơ sở 1 của trường Phổ Thông Năng Khiếu  gồm có 2 tòa nhà: nhà B có 5 tầng, khu nhà A gồm 8 tầng. Trường hiện có 37 phòng học, 3 phòng thí nghiệm, 1 thư viện, 1 phòng nghe nhìn, 5 phòng dạy máy tính, 16 phòng làm việc, 1 hội trường 300 chỗ, 2 phòng họp. Ngoài ra, trường có một căn tin phục vụ ăn uống cho giáo viên và học sinh. Tổng diện tích sàn là 7350 m². Trường còn có một sân chơi và sinh hoạt 650 m², một sàn tập thể dục – thể thao 750 m².

Cơ sở 2

Cơ sở 2 của trường Phổ Thông Năng Khiếu đặt tại Khu phố 6, phường Linh Trung, Thủ Đức trong khuôn viên Đại học Quốc gia. Trường có diện tích 20.923 m², riêng diện tích xây dựng là 4.423 m². Với một tòa nhà 4 lầu cùng 2 sân cầu lông, cơ sở II của trường đã bắt đầu đi vào hoạt động từ năm học 2014-2015.