Trường THPT Bùi Thị Xuân - Đà Lạt tọa lạc ở 1 địa điểm duy nhất tại địa chỉ 242 Bùi Thị Xuân - Phường 2 -Thành phố Đà Lạt. Toàn bộ khuôn viên nhà trường nằm trên khu đất có diện tích 49.508 mét vuông, đây là trường trung học có diện nhất lớn nhất thành phố. Hiện nay, một diện tích nhỏ đất của nhà trường đang bị người dân lấn chiếm trái phép.

Kiến trúc chính của trường là 4 dãy nhà, bao gồm các dãy nhà A, B, C là 3 dãy nhà học chính gồm 2 tầng tạo thành hình chữ U bao bọc lấy sân trường, và dãy nhà D gồm 3 tầng là dãy nhà mới được xây dựng theo hình chữ L chạy từ cánh hữu của cổng chính ra phía sau dãy nhà B. 4 dãy nhà được sơn màu hồng đặc trưng, nối với nhau bằng các dãy hành lang và hệ thống mái che để thuận tiện cho việc di chuyển giữa các khối nhà. Tổng diện tích phòng học của trường là 3.754 mét vuông với 49 phòng học chính phân bố trên 3 dãy nhà A, B, C. 8 phòng thực hành thí nghiệm riêng biệt cho từng bộ môn gồm: 1 phòng Công nghệ, 1 phòng Hóa học, 1 phòng Sinh học, 2 phòng Vật lý, 3 phòng Tin học, cùng với 5 phòng nghe nhìn, phòng Dinh dưỡng, hệ thống các phòng hành chính, phòng y tế, phòng truyền thống, phòng làm việc của ban giám hiệu, phòng hội đồng và hội trường, các kho thiết bị được tích hợp trên dãy nhà D (ngoại trừ phòng bộ môn Công nghệ nằm trên dãy nhà C). Các kiến trúc được bố trí nằm tách biệt với 4 dãy nhà trên là nhà thư viện, văn phòng Đoàn, phòng bảo vệ, nhà giữ xe cho giáo viên và học sinh, căn tin, nhà đa chức năng và hệ thống nhà vệ sinh. Tổng số phòng học được trang bị các thiết bị nghe nhìn hiện đại là 38 phòng.

Trường có 2 khu vực hoạt động thể chất là khu vực thể chất trong nhà và ngoài trời, 2 khu vực này nằm phía sau dãy nhà C. Khu hoạt động thể chất trong nhà là một tòa nhà đa chức năng rộng 548 mét vuông cung cấp không gian cho các hoạt động giáo dục thể chất, giáo dục quốc phòng, giáo dục hướng nghiệp và các hoạt động giáo dục ngoài giờ lên lớp. Khu vực hoạt động thể chất ngoài trời của trường bao gồm 1 sân bóng đá, 1 sân bóng rổ, 1 sân tích hợp bóng chuyền và bóng rổ, 2 đường nhảy xa, chạy đà và một đường chạy bộ bao quanh sân bóng đá.

Toàn bộ cơ sở vật chất nhà trường được xây dựng kiên cố, khuôn viên trường được bao bọc bởi hệ thống hàng rào xây dài 1467m và hệ thống cây xanh tách biệt với bên ngoài, tạo thành một môi trường học tập và làm việc tốt cho học sinh và giáo viên. Trường hiện đã được phủ sóng WiFi.