Hà Nội là địa phương có hệ thống trường trung học phổ thông công lập đa dạng và chất lượng hàng đầu cả nước. Trường chuyên như THPT Chuyên Hà Nội – Amsterdam, THPT Chu Văn An hay THPT Kim Liên từ lâu đã là những lựa chọn ưu tiên của nhiều học sinh xuất sắc nhờ môi trường học tập năng động, chương trình đào tạo toàn diện cùng đội ngũ giáo viên giàu kinh nghiệm. Bên cạnh các trường chuyên, nhiều trường công lập khác tại các quận huyện như THPT Nguyễn Gia Thiều, THPT Phan Đình Phùng, THPT Yên Hòa, THPT Trần Phú… cũng không ngừng nâng cao chất lượng giảng dạy, tăng cường cơ sở vật chất hiện đại và chú trọng các hoạt động ngoại khoá, giúp học sinh phát triển toàn diện.

Quy mô của các trường công lập rất đa dạng, đáp ứng tốt nhu cầu học tập của cộng đồng dân cư tại từng khu vực của thành phố Hà Nội. Số lượng học sinh mỗi năm rất đông, thường dao động từ vài trăm đến hơn một nghìn học sinh tuỳ theo quy mô từng trường. Các trường đều tổ chức kỳ thi tuyển sinh lớp 10 khá căng thẳng, đánh giá dựa vào điểm thi các môn toán, ngữ văn, ngoại ngữ và các môn chuyên đối với trường chuyên. Đặc biệt, các trường công lập ở Hà Nội còn đi đầu trong việc đổi mới phương pháp giảng dạy, ứng dụng công nghệ thông tin, thúc đẩy hợp tác quốc tế, tạo điều kiện cho học sinh tiếp cận tri thức hiện đại, sẵn sàng hội nhập toàn cầu.

Sự đa dạng về các mô hình giáo dục công lập giúp phụ huynh và học sinh dễ dàng chọn trường phù hợp năng lực và điều kiện kinh tế gia đình. Nhiều trường cấp 3 công lập tại Hà Nội có phong trào thể thao, văn nghệ, nghiên cứu khoa học nổi bật, thường xuyên giành giải cao trong các kỳ thi học sinh giỏi quốc gia, quốc tế. Năm học mới, các trường liên tục cập nhật chương trình học theo hướng giảm tải, tăng thực hành và kỹ năng sống, khuyến khích học sinh chủ động sáng tạo. Nhờ vậy, Hà Nội luôn dẫn đầu về tỷ lệ học sinh tốt nghiệp THPT cũng như trúng tuyển vào các trường đại học danh tiếng trong nước và quốc tế.