Cung thiếu nhi Hà Nội được xây dựng trên khu đất gần 40.000 m2 tại khu công viên hồ điều hòa CV1 trong khu đô thị mới Cầu Giấy, quận Nam Từ Liêm, gồm hai khối nhà, trong đó khối nhà A (trước) có nhà hát, rạp phim...; khối nhà B có thư viện, tháp thiên văn, nhà thi đấu, bể bơi...