Bảo vật quốc gia là những hiện vật có giá trị đặc biệt về văn hóa, lịch sử và nghệ thuật được Nhà nước Việt Nam bảo vệ, do Thủ tướng Chính phủ quyết định công nhận. Hiện nay, Bảo tàng Hà Nội có bốn nhóm hiện vật (tổng cộng 24 hiện vật) được công nhận là Bảo vật Quốc gia qua hai đợt theo các Quyết định số 53/QĐ-TTg, ngày 14 tháng 01 năm 2015 và Quyết định số 2382/QĐ-TTg ngày 25 tháng 12 năm 2015 của Thủ tướng Chính phủ về việc công nhận Bảo vật Quốc gia gồm:

- Trống đồng Cổ Loa và bộ sưu tập lưỡi cày đồng: Niên đại văn hóa Đông Sơn, khoảng 2500 - 2000 năm cách ngày nay

- Chuông Thanh Mai:Niên đại niên hiệu Trinh Nguyên 14 (năm 798)

- Chân đèn gốm: Niên đại niên hiệu Diên Thành 5 (năm 1582)

- Long đình gốm Bát Tràng: Niên đại thế kỷ 17

Mỗi bảo vật thể hiện rất cao về trình độ kỹ thuật và nghệ thuật đồng thời là một trong những giá trị cốt lõi của Thăng Long - Hà Nội, mảnh đất kinh kỳ tinh hoa hội tụ. Đây là nguồn sử liệu quan trọng góp phần nghiên cứu lịch sử, văn hóa và con người Hà Nội, vì vậy cần được gìn giữ và phát huy giá trị.