Trường THPT Chu Văn An có cơ sở vật chất vào loại tốt trong số các trường trung học công Hà Nội với một nhà thi đấu đa năng, một sân bóng đá và một sân bóng rổ ngoài trời. Phong trào ngoại khóa của trường Chu Văn An không mạnh nếu so với trường chuyên còn lại của Hà Nội là Hà Nội - Amsterdam. Đội bóng đá nam Chu Văn An từng một lần vô địch giải bóng đá trung học phổ thông Hà Nội (năm 2002) còn đội bóng rổ chưa từng vô địch giải trung học phổ thông.[23] Chu Văn An còn một số câu lạc bộ ngoại khóa khác như khiêu vũ cổ điển (từng vô địch giải trung học phổ thông năm 2005), bóng bàn và cờ tướng. Về học thuật, học sinh trong trường có Câu lạc bộ Khoa học trẻ, Câu lạc bộ Kịch (Drama Club), Câu lạc bộ Trò chơi, Câu lạc bộ Lịch sử, Câu lạc bộ Tiếng Anh... Các câu lạc bộ kể trên đa phần hoạt động trong năm, chỉ nghỉ khi chuẩn bị kiểm tra học kỳ hay có yêu cầu từ Ban chấp hành Đoàn trường. Tất cả các hoạt động ngoại khóa của học sinh Chu Văn An đều do Ban chấp hành Đoàn trường Chu Văn An phụ trách.

Hằng năm, trường Chu Văn An thường tổ chức một chuỗi sự kiện, còn được gọi là "Sparkling", nhằm tiến đến kỷ niệm ngày Nhà giáo Việt Nam. Chuỗi sự kiện bao gồm bóng đá nữ, nhảy cổ động (cheerdance) cho nam, cuộc thi "Vẻ đẹp học sinh Chu Văn An (Icon)", Rung chuông vàng và cuộc thi làm video "Chu Văn An trong tôi" của học sinh khối 12. Trong khi tham gia sự kiện, các lớp được chia thành các nhà và được bốc thăm ngẫu nhiên. Sự kiện thường được bắt đầu bằng vòng loại bóng đá nữ và kết thúc bằng đêm chung kết cuộc thi "Vẻ đẹp học sinh Chu Văn An", còn được gọi là đêm "Snight".

Một số CLB của trường THPT Chu Văn An (tính đến năm 2019):

Humans of Chu Văn An: Lưu giữ kỉ niệm,câu chuyện của THPT Chu Văn An qua những bức ảnh

CSGH-Chu Van An Social Gaming House: trò chơi, boardgame

Puzzles Chu Debate Club: tranh biện

Dramaclub Chu Văn An: kịch

CSC – Chu Van An Science Hub: khoa học

ECC-English Club of Chu Văn An: CLB Tiếng Anh

CVA Basketball Team: bóng rổ

Chu d'Art (mới thành lập 6/2019): mỹ thuật

CVA Smashing Team: cầu lông

Chu The Medley: âm nhạc

Shi!lent Crew: nhóm nhảy

The Adrealine: nhóm nhảy