Tham gia đóng góp vào không gian phố cổ Hà Nội phải nói đến kiến trúc nhà ở được hình thành ở dọc 2 bên phố. Nhà ở phố cổ thật muôn hình muôn vẻ, thể hiện ở sự khác nhau về bình đồ nhà, về tổ chức các không gian trong nhà về kết cấu, về xử lý nghệ thuật mặt tiền. Trong sự muôn vẻ đó nổi lên những đặc trưng chung:
- Về bình đồ có dạng nhà ống là chiếm đa số. Mặt tiền nhà rộng từ 2m - 4m - 5m sâu từ 10m - 20m - 30m; cá biệt có nhà sâu 50m - 60m; nhà thông 2 phố. Nhà hình ống thường sâu nông mà có từ 1 đến vài ba sân trong để ánh sáng cho thông thoáng. Cấu trúc không gian là theo kiểu "kín - hở' và "đặc rỗng", là đặc trưng của nhà cổ trong các đô thị cổ ở Việt Nam và cũng thấy có sự tương đồng trong nhiều đô thị cổ ở vùng Đông Nam Á, nhưng kiến trúc cổ của họ đã bị mất dần do đô thị hóa, còn ở Hà Nội, Hội An của ta vẫn còn giữ lại được khá nhiều công trình còn nguyên vẹn.
- Kết cấu chính nhà cổ bằng gỗ, kết hợp gạch xây. Bộ vì kèo gỗ được làm theo kiểu nhà dân gian truyền thống lợp mái ngói vẩy cá; nhà có gác, hoặc gác lửng bằng gỗ. Nhà làm đầu thế kỷ XX có sàn vữa bằng gạch trên dầm gỗ lim; mái gói Tây có trần.
- Mặt tiền trong nhà là một trong các cơ sở để nhận dạng ra các loại nhà được xây dựng ở các thời điểm khác nhau. Trên dãy phố cổ hiện tại ta còn nhận ra các dạng nhà sau:
+ Nhà xây cuối thế kỷ XIX (trước năm 1890) nhà có mặt tiền là loại một tầng có gác xép. Nét đặc trưng là mặt tiền được giới hạn bởi hai tường hội giật cấp (2-3 cấp) theo dốc mái; hai đầu đỉnh ái có đấu trục gạch. Phần tường gác xép xây đặc, hoặc có cửa sổ nhỏ được trang trí bằng gạch men hình hoa, hoặc chấn song gỗ hình con tiện chạy suốt mặt tiền. Khi phần cửa ở dưới đóng toàn bộ; thì phần cửa thoáng ở trên chính là để lấy ánh sáng và thông thoáng cho nhà. Nhiều nhà vì lý do chống trộm và để an toàn, phần cửa thoáng này sau cũng đã được bịt kín.
+ Nhà xây đầu thế kỷ XX. Những thập kỷ đầu của thế kỷ XX, cùng với việc uốn nắn sửa đường, làm hè các gian nhà trông ra hè phố được làm lại bằng gạch; phần lớn xây 2-3 tầng. Tầng 1 làm cửa tầng, tầng trên để ở; mặt tiền nhà xây gạch chịu ảnh hưởng của kiến trúc châu Âu thông qua các kiểu biệt thự đã xây ở các khu vực khác.
+ Nhà có ban công mặt tiền từ 2 ban công trở lên thường phân thành 3 khoảng cảm giác như 3 gian theo các đố trụ gạch. Khoảng giữa có cửa đi ra ban công; hai hông bên là cửa sổ trang trí hoa sắt bảo vệ. Trụ tường với các thể loại thức cột cổ điển châu Âu, các mi cửa sổ, cửa đi được trang trí gờ chỉ, hoa lá. Mặt tường nhà thường là các ban lan can và tường hoa chắn những không gian truyền thống trong lòng không gian hiện đại...
Theo thống kê tháng 8 năm 2002 của ban quản lý phố cổ Hà Nội thì khu phố cổ Hà Nội hiện còn 306 ngôi nhà cổ mà các nhà kiến trúc trực tiếp quản lý và khảo sát gọi là "Nhà truyền thống". Cụm từ "nhà truyền thống" xuất hiện bởi hầu hết các kiến trúc này. Phố có nhiều nhà cổ nhất Hà Nội là phố Hàng Buồm, Hàng Đào, Hàng Đường... song các ngôi nhà cổ này hiện chỉ còn đơn lẻ giữa kiến trúc của phương Tây đầu thế kỷ 20 hoặc những ngôi nhà mới được xây dựng cải tạo theo lối kiến trúc hiện đại. Thỉnh thoảng mới có 2-3 nhà cổ san sát nhau. Trong số 306 ngôi nhà cổ, thì chỉ có khoảng 10% ở trong tình trạng bảo quản tốt; số còn lại hoặc là xuống cấp nghiêm trọng hoặc ít nhiều bị biến thể.