Các trưng bày chuyên đề bao gồm: Giảng Võ trường và bộ sưu tập vũ khí thời Lê; Lịch sử hình thành trái đất thông qua bộ sưu tập hiện vật hoá thạch; Tinh hoa làng nghề Việt qua góc nhìn thiết kế nội thất đương đại.
Trưng bày chuyên đề “Giảng Võ trường và bộ sưu tập vũ khí thời Lê” giới thiệu trường võ bị quốc gia đầu tiên của Kinh thành Thăng Long xưa và bộ sưu tập vũ khí Ngọc Khánh gồm 111 hiện vật được Thủ tướng Chính phủ công nhận Bảo vật Quốc gia. Giảng Võ trường là khu vực luyện tập võ thuật, giảng dạy binh pháp, thao diễn quân sự cao cấp của triều đình phong kiến. Đầu thời Lê, khu vực phía Tây Kinh thành Thăng Long xưa được gọi là "Thập tam trại" (gồm Giảng Võ, Kim Mã, Ngọc Khánh - quận Ba Đình ngày nay), đã trở thành một trung tâm luyện tập, khảo hạch và diễn tập quân sự lớn. Nhiều cuộc luyện quân diễn võ quy mô lớn đã được tổ chức tại đây. Năm 1481, Lê Thánh Tông xây dựng Điện Giảng Võ với quy mô lớn để tập luyện điểm duyệt binh mã. Qua các di vật kiến trúc gốm, gỗ phát hiện được, có thể khẳng định, đây là một công trình có quy mô lớn, thể hiện về một trường võ bị quốc gia thời Lê kéo dài hơn 3 thế kỷ (từ thế kỷ 15 đến thế kỷ 18).
Trưng bày giới thiệu đến công chúng hơn 200 hiện vật, hình ảnh, tài liệu về Giảng Võ trường - nơi đào tạo quan võ, binh lính cho triều đình và các loại hình vũ khí thời Lê, qua đó giáo dục tinh thần yêu nước, tự hào dân tộc cho thế hệ trẻ.
Trưng bày "Tinh hoa làng nghề Việt qua góc nhìn thiết kế nội thất đương đại", nhằm tôn vinh làng nghề thủ công truyền thống của Hà Nội, kết nối du lịch, thương mại, đẩy mạnh các hoạt động thiết kế sáng tạo. Trưng bày tập trung giới thiệu về 10 làng nghề tiêu biểu của Hà Nội gồm: Làng nghề đậu bạc Định Công, thêu Khoái Nội, mây tre đan Phú Vinh, điêu khắc Nhân Hiền, khảm trai Chuôn Ngọ, chạm khắc gỗ mỹ nghệ Thiết Úng, lược sừng Thụy Ứng, gốm Bát Tràng, lụa Vạn Phúc, tranh dân gian Hàng Trống. Qua góc nhìn thiết kế sáng tạo của nhóm sinh viên đến từ 9 trường đại học của Việt Nam, 1 trường đại học đến từ Thái Lan, các sản phẩm trưng bày mang đến những thiết kế mới lạ, độc đáo.
Trưng bày "Lịch sử hình thành trái đất thông qua bộ sưu tập hiện vật hóa thạch" là chuyên đề do Bảo tàng Hà Nội phối hợp với Bảo tàng Hóa thạch Hà Nội tổ chức. Nội dung trưng bày là sự giao thoa giữa khoa học - lịch sử - tự nhiên và nghệ thuật khi được chiêm nghiệm những thước phim, thưởng thức các tác phẩm hội họa, đặc biệt là những mẫu vật hóa thạch có niên đại hàng trăm triệu năm.
Trưng bày gồm nhiều phần. Phần bộ sưu tập các mẫu hóa thạch mô tả tiến hóa sinh giới, gồm các mẫu hóa thạch động, thực vật của Việt Nam và thế giới, có niên đại cách đây từ 520 đến 30 triệu năm. Phần bộ sưu tập các mẫu hóa thạch thuộc liên đại cổ sinh gồm các mẫu hóa thạch động, thực vật của Việt Nam và thế giới, có niên đại cách đây từ 4 đến 199 triệu năm. Phần bộ sưu tập các mẫu hóa thạch thuộc liên đại trung sinh gồm các mẫu hóa thạch động, thực vật của Việt Nam và thế giới, có niên đại cách đây từ 201 đến 66 triệu năm. Phần bộ sưu tập các mẫu hóa thạch thuộc liên đại tân sinh gồm các mẫu hóa thạch động, thực vật của Việt Nam và thế giới, có niên đại cách đây từ 70 triệu đến 12 nghìn năm. Phần bộ sưu tập các mẫu hóa thạch, công cụ, mô hình mô tả tiến hóa loài người gồm các mẫu hóa thạch, mô hình về con người, công cụ, dụng cụ và những dấu tích người cổ để lại trầm tích hang động.
Ngoài những hiện vật hóa thạch được trưng bày, Bảo tàng Hóa thạch Hà Nội còn thiết kế một không gian 3D Mapping mô tả lịch sử hình thành trái đất bằng công nghệ 3D thực tế ảo.
Giám đốc Bảo tàng Hà Nội Nguyễn Tiến Đà chia sẻ: Các trưng bày này nằm trong chuỗi các hoạt động của Lễ hội Thiết kế Sáng tạo Hà Nội 2023. Với việc tổ chức các trưng bày chuyên đề, Bảo tàng Hà Nội không chỉ thể hiện vai trò là một không gian sáng tạo văn hóa tiêu biểu của Thủ đô Hà Nội, còn hiện thực hóa các cam kết, sáng kiến, đưa hoạt động sáng tạo vào mọi mặt trong đời sống.