Cùng với những công trình kiến trúc cổ, sự xuất hiện của những công trình kiến trúc Pháp từ cuối thế kỷ 19 – nửa đầu thế kỷ 20 với những sắc thái riêng đã góp phần làm nên dấu ấn đặc trưng của kiến trúc Hà Nội. Trong đó, công trình kiểu Pháp đầu tiên được xây dựng năm 1803, khi vua Gia Long cho xây lại thành Hà Nội dưới sự chỉ đạo của 4 kỹ sư người Pháp.
Về sau, khi đã dần có được toàn quyền Đông Dương, người Pháp tiến hành một cuộc xây dựng lớn ở Hà Nội nhằm biến nó thành thủ phủ toàn khu vực và thể hiện sự uy nghi của chính quyền mới qua kiến trúc. Do vậy, những công thự lớn tiêu biểu bắt đầu xuất hiện dày đặc. Sau hàng trăm năm xây dựng, đến nay nhiều công trình vẫn được bảo tồn nguyên vẹn và trở thành một trong những nét đặc trưng của kiến trúc Hà Nội.
Nhà hát lớn Hà Nội (Tràng Tiền, Hoàn Kiếm) là công trình được người Pháp xây dựng năm 1901 và hoàn thành năm 1911, do hai kiến trúc sư là Harlay và Broyer thiết kế. Đây là công trình mang nhiều màu sắc, đường nét kiến trúc của các nhà hát ở miền Nam nước Pháp. Cách tổ chức mặt bằng, không gian biểu diễn, cầu thang, lối vào sảnh… giống như các nhà hát ở châu Âu đầu thế kỷ 20.
Nhà hát lớn là công trình biểu diễn lớn nhất khu vực Đông Nam Á lúc bấy giờ. Không chỉ có giá trị về mặt thẩm mỹ và kiến trúc, nó còn mang ý nghĩa lịch sử sâu sắc: Đây là nơi diễn ra cuộc họp đầu tiên của Quốc hội nhà nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa.
Cầu Long Biên bắc qua sông Hồng, nối liền hai quận Long Biên và Hoàn Kiếm. Được khởi công xây dựng năm 1898 và khánh thành năm 1902 do hai nhà thầu Daydé và Pille thi công. Công trình này được coi là một chứng nhân lịch sử của người dân thủ đô khi đã chứng kiến bao thăng trầm của Hà Nội qua hai cuộc kháng chiến chống Pháp và chống Mỹ. (Ảnh: Tô Đi Đâu)
Nhà thờ lớn Hà Nội (Hàng Trống, Hoàn Kiếm) khánh thành năm 1887, được xây dựng theo phong cách kiến trúc Neo – Gothic, phong cách đặc trưng của các nhà thờ ở châu Âu.
Nhà thờ có chiều dài 79m, rộng 28,5m và hai tháp chuông cao 64,5m với nhiều trụ đá nặng 4 góc, trên đỉnh là cây thánh giá cũng được làm bằng đá. Ngày nay, công trình này không chỉ là nơi hành lễ của các tín đồ công giáo mà còn là một địa điểm thu hút khách du lịch khi tới Hà Nội.
Bộ Ngoại giao (phường Điện Biên, Ba Đình, Hà Nội) trước đây là Sở Tài chính Đông dương do Ermest Hébrard thiết kế, khởi công năm 1925 đến năm 1928 hoàn thành. Công trình mang đậm phong cách Đông Dương kết hợp với các chi tiết châu Âu như hệ thống mái hắt trên các khung cửa tạo ra một tổng thể hài hòa và vô cùng ấn tượng.
Từ khi trở thành trụ sở của Bộ ngoại giao nhà nước Việt Nam, nơi đây chứng kiến nhiều cuộc họp đưa ra các quyết định lịch sử qua nhiều giai đoạn phát triển của Việt Nam.
Bảo tàng Lịch sử quốc gia (Phan Chu Trinh, Hoàn Kiếm) thành lập năm 1958 trên cơ sở thừa kế bảo tàng Louis Finot do người Pháp xây dựng năm 1926. Công trình này có thể coi là một đại diện lớn của phong cách kiến trúc Đông Dương – một phong cách của sự kết hợp hoàn hảo giữa giá trị kiến trúc Pháp và kiến trúc bản địa.
Đây là nơi lưu giữ trên 20 vạn tài liệu, hiện vật là những di vật trải dài suốt toàn bộ dòng chảy lịch sử của dân tộc từ thời tiền sử đến nay.
Bưu điện Hà Nội (Tràng Tiền, Hoàn Kiếm) nằm bên bờ hồ Gươm nên thường được người dân gọi với cái tên thân quen là “Bưu điện bờ Hồ”. Đây là một trong những công trình công đầu tiên người Pháp xây dựng tại Hà Nội. Bưu điện Hà Nội mang phong cách kiến trúc cổ điển châu Âu do kiến trúc sư Auguste Henri Vildeu thiết kế, được đưa vào sử dụng năm 1896.
Phủ Chủ tịch (Ba Đình, Hà Nội) xếp thứ 2 trong top 10 dinh tổng thống đẹp nhất thế giới do tờ Architectural Digest bình chọn. Công trình khởi công xây dựng năm 1901 và hoàn thiện năm 1906. Tòa nhà gồm 30 phòng, mỗi phòng có một phong cách trang trí khác nhau.
Đại học Tổng hợp Hà Nội (Lê Thánh Tông, Hà Nội) trước đây là Đại học Đông Dương. Đây là một trong 10 công trình kiến trúc xây dựng trước năm 1954 cần được bảo tồn, phát huy giá trị do UBND thành phố Hà Nội đề xuất vào tháng 7/2013.
Nhà khách Chính phủ (số 12 Ngô Quyền, Tràng Tiền, Hoàn Kiếm), tòa nhà được xây dựng vào năm 1918, trên phần đất của chùa Báo Ân xa xưa, là một công trình tiêu biểu của phong cách kiến trúc cổ điển Pháp, với tổ hợp mặt bằng, mặt đứng rất cân xứng và những chi tiết kiến trúc thuần túy Châu âu. Tòa nhà đã trải qua bề dày lịch sử chống Pháp và chống Mỹ cứu nước của dân tộc và là nơi đặt dấu ấn của Bác Hồ về đây làm việc năm 1945 với tên gọi Bắc Bộ Phủ.
Năm 1902, ga Hàng Cỏ (ga Hà Nội ngày nay) được xây dựng là nhà ga lớn chưa từng có ở Đông Nam Á lúc bấy giờ. Trong lịch sử hơn 110 năm tồn tại, ga Hà Nội đã chứng kiến biết bao sự kiện lịch sử trọng đại của đất nước, là nơi trung chuyển người và hàng hóa cả trong thời kỳ chiến tranh cũng như thời bình.