Trường THPT chuyên Hà Nội-Amsterdam có 12 lớp chuyên các môn học (gồm: Toán, Tin học, Vật lý, Hoá học, Sinh học, Ngữ văn, Lịch sử, Địa lý), và ngoại ngữ: Tiếng Anh, Tiếng Pháp, Tiếng Nga, Tiếng Trung,
Trường THPT chuyên Nguyễn Huệ có 11 lớp chuyên của các môn học như trên và lớp chuyên của các ngoại ngữ: Tiếng Anh, Tiếng Pháp, Tiếng Nga.
Trường THPT Chu Văn An có 10 lớp chuyên của các môn học và ngoại ngữ: Tiếng Anh, Tiếng Pháp.
Trường THPT Sơn Tây có 9 lớp chuyên của các môn học và môn ngoại ngữ Tiếng Anh.
Học sinh muốn đăng ký dự tuyển vào lớp 10 THPT có dạy hệ chuyên phải bảo đảm các điều kiện: Xếp loại hạnh kiểm, học lực cả năm học của các lớp cấp THCS từ khá trở lên; Xếp loại tốt nghiệp THCS từ khá trở lên.
Khi đăng ký dự tuyển vào lớp 10 chuyên, học sinh phải căn cứ vào nguyện vọng và khả năng học tập môn chuyên, lịch thi các môn chuyên để đăng ký cho phù hợp. Học sinh không được thay đổi nguyện vọng chuyên đã đăng ký.
Học sinh có hộ khẩu hoặc bố mẹ có hộ khẩu Hà Nội được chọn tối đa hai trong bốn trường chuyên và có lớp chuyên sau của TP Hà Nội để đăng ký dự tuyển: THPT chuyên Hà Nội-Amsterdam, THPT chuyên Nguyễn Huệ, THPT Chu Văn An và THPT Sơn Tây.
Riêng Trường THPT Chu Văn An, học sinh các tỉnh, thành phố phía bắc từ Thanh Hoá trở ra có xếp loại học lực giỏi, hạnh kiểm tốt lớp 9 năm học 2019-2020 và đạt giải chính thức trong kỳ thi học sinh giỏi văn hóa cấp tỉnh (đạt từ giải Ba trở lên) được đăng ký dự tuyển vào lớp chuyên của môn đạt giải.
Phương thức tuyển sinh qua hai vòng: Vòng 1, sơ tuyển đối với những học sinh có đủ điều kiện dự tuyển; Vòng 2, thi tuyển đối với những học sinh đã qua sơ tuyển ở vòng 1. Hình thức thi là các môn chuyên thi theo hình thức tự luận; môn Ngoại ngữ chuyên thi theo hình thức kết hợp tự luận và trắc nghiệm để đánh giá kỹ năng nghe, đọc, viết.