Hiện nay, trường Trung học phổ thông chuyên Khoa học Tự nhiên đóng tại ký túc xá Mễ Trì - 182 Lương Thế Vinh, Quận Thanh Xuân, Hà Nội. Khuôn viên của khối chuyên gồm có ba tòa nhà: Giảng đường Mới: gồm phòng học của các khối chuyên; Văn phòng Ban Điều hành trường Trung học phổ thông Chuyên; Nhà C3 là giảng đường của chuyên và văn phòng các khối chuyên, các phòng thí nghiệm, phòng thực thành, phòng máy vi tính cho các khối chuyên; tòa nhà AB và D gồm giảng đường của các số lớp chuyên. Ngoài ra, trường Trung học phổ thông Chuyên dùng các tòa nhà khác, hệ thống thông tin, thư viện, máy tính, đồ thực hành, máy móc, trang thiết bị kỹ thuật như các sinh viên đại học của Đại học Quốc gia Hà Nội.