Trường ĐH Khoa học Tự nhiên hiện có 3 khuôn viên tại Thủ đô Hà Nội, trong đó khuôn viên chính tọa lạc tại số 334 đường Nguyễn Trãi (quận Thanh Xuân, Hà Nội); hai khuôn viên khác tại số 19 đường Lê Thánh Tông (quận Hoàn Kiếm) và số 182 đường Lương Thế Vinh (quận Thanh Xuân).
Đặc biệt, khuôn viên 19 Lê Thánh Tông là cơ sở của trường ĐH Đông Dương được thành lập năm 1906, một di sản kiến trúc quý giá do kiến trúc sư nổi tiếng người Pháp Ernest Hébrard thiết kế, được xây dựng từ thời Pháp thuộc, mang phong cách kiến trúc tân cổ điển Pháp.
Công trình với cấu trúc hình khối kiến trúc đăng đối hoàn toàn, mặt bằng không gian theo kiểu chính thống, nhấn mạnh khối sảnh trung tâm. Điểm nhấn cho khối trung tâm là bộ mái ngói nhiều lớp theo hình thức bát giác, giữa các lớp mái là các cửa nhỏ trang trí hoa văn bên cạnh hàng con sơn đỡ mái theo kiểu Trung Hoa cổ. Các cửa sổ cũng được che bởi các ô văng chéo dán ngói.
Cụm công trình này là một di tích văn hoá có giá trị lịch sử quan trọng và giá trị kiến trúc trường học thuộc loại quý hiếm trong kho tàng kiến trúc cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20 ở Việt Nam. Trường luôn có nét cổ kính khiến ai tham quan cũng khó mà quên được. Nơi đây có sự giao thoa giữa kiến trúc Á và Âu trở thành điểm nhấn ngay giữa lòng Hà Nội.
Sinh viên HUS thường tự hào về trường mình là nơi có khuôn viên cổ điển đậm kiến trúc châu Âu độc đáo. 'Mình thấy trường mình khác nhiều lắm so với trường khác, thiết kế chắc chẳng có trường nào có thể bì kịp được. Chụp kỷ yếu ở đây tuyệt vời nhất luôn' - Thùy Trang (sinh viên K62 Khoa Sinh học) bày tỏ.
Màu vàng nổi bật bao trùm toàn bộ kiến trúc trường, tuy nhiên lại không khiến mọi người có cảm giác chói lóa, mà HUS khiến bất kỳ sinh viên nào cũng cảm thấy rất đỗi gần gũi, thân thuộc, tự nhiên như chính cái tên gọi của mình.