Cung Thiếu nhi Hà Nội được xây dựng trên lô đất rộng 39.631m2, diện tích 10.280m2, tổng mức đầu tư trên 1.376 tỷ đồng.

Tổng thể dự án công trình Cung Thiếu nhi Hà Nội chia thành 2 khu. Nhà A gồm tổ hợp khu nhà hát - rạp chiếu phim - câu lạc bộ nghệ thuật, là khu tập trung các hoạt động sinh hoạt văn hóa tinh thần, gồm những hạng mục chính: Nhà hát đa năng 800 chỗ; Rạp chiếu phim 3 - 4D 200 chỗ; Câu lạc bộ nghệ thuật múa, âm nhạc.

Nhà B gồm khu văn phòng - thể thao - học tập với 3 khối nhà chức năng liên kết với nhau, gồm: Nhà B1 (Nhà thi đấu, bể bơi), Nhà B2 (Nhà hành chính, tháp thiên văn), Nhà B3 (Nhà học, thư viện). Tầng hầm với diện tích khoảng 1.200 m2 bao gồm khu vực để xe, các phòng kỹ thuật điện, nước… Diện tích sử dụng khoảng 3,24ha.