Trải qua 4 lần điều chỉnh địa giới hành chính, diện tích Hà Nội đã tăng gấp 22 lần, dân số tăng gấp 14 lần.
Năm 1954, Hà Nội có tổng diện tích 152,2km2, dân số 436.624 người. Trong lần điều chỉnh đầu tiên diễn ra vào năm 1961, Hà Nội sáp nhập 18 xã, 6 thôn và 1 thị trấn của tỉnh Hà Đông; 29 xã và 1 thị trấn của tỉnh Bắc Ninh; 17 xã và một nửa thôn của tỉnh Vĩnh Phúc; 1 xã của tỉnh Hưng Yên. Khi đó, diện tích của thủ đô đã tăng lên 586,12km2, dân số tăng lên 910.000 người.
Trong lần điều chỉnh thứ 2, địa giới hành chính thành phố Hà Nội được mở rộng bằng việc sáp nhập một số huyện, thị xã, xã và thị trấn của các tỉnh Vĩnh Phú (Vĩnh Phúc), Hà Sơn Bình: huyện Ba Vì, thị xã Sơn Tây, huyện Phúc Thọ, huyện Thạch Thất, huyện Đan Phượng, huyện Hoài Đức, huyện Mê Linh, huyện Sóc Sơn. Diện tích Hà Nội khi đó là 2.123km2, dân số tăng lên 2.500.000 người.
Trong lần điều chỉnh thứ 3, huyện Mê Linh được chuyển trả lại tỉnh Vĩnh Phúc; các huyện Hoài Đức, Thạch Thất, Ba Vì, Đan Phượng, Phúc Thọ và thị xã Sơn Tây được chuyển về tỉnh Hà Tây. Địa giới hành chính thành phố Hà Nội được thu hẹp lại, diện tích chỉ còn 921,8km, dân số 2.052.000 người.
Lần điều chỉnh địa giới thủ đô lớn nhất diễn ra vào năm 2008 theo phương án:
- Hợp nhất toàn bộ diện tích tự nhiên 2.193,41km2 và dân số 2.568.000 người của tỉnh Hà Tây vào thành phố Hà Nội.
- Chuyển toàn bộ huyện Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc với diện tích 141,64km và dân số 186.255 người về thành phố Hà Nội.
- Toàn bộ diện tích tự nhiên và dân số hiện tại của 4 xã thuộc huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình được chuyển vào thành phố Hà Nôi.
Sau lần điều chỉnh địa giới hành chính này, thành phố Hà Nội rộng 3.344,7km2, dân số tăng lên 6.232.940 người, gồm 10 quận nội thành và 18 huyện ngoại thành, 1 thị xã.
