Ngày 29/5/2008, kỳ họp thứ 3 Quốc hội khóa XII thông qua Nghị quyết về việc điều chỉnh địa giới hành chính thành phố Hà Nội và một số tỉnh liên quan. Nghị quyết có hiệu lực thi hành từ ngày 1/8/2008.

Theo đó thành phố Hà Nội mở rộng có diện tích tự nhiên 334.470,02ha (3.344,7002km2) và dân số là 6.232.940 người.

Đây là bao gồm toàn bộ diện tích, dân số hiện tại của thành phố Hà Nội (cũ) và toàn bộ diện tích 219.341,11ha (2.193,4111km2) và dân số 2.568.007 người của tỉnh Hà Tây (sau khi đã tách xã Tân Đức huyện Ba Vì về tỉnh Phú Thọ), diện tích và dân số huyện Mê Linh (tỉnh Vĩnh Phúc), diện tích và dân số của 4 xã Đông Xuân, Tiến Xuân, Yên Bình, Yên Trung của huyện Lương Sơn (tỉnh Hòa Bình).

Ngày 1/8/2008, Chủ tịch ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội ký Quyết định số 19 và 20/QĐ-UBND tạm giao toàn bộ diện tích tự nhiên và dân số 3 xã Tiến Xuân, Yên Bình, Yên Trung (trước đây thuộc huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình) về huyện Thạch Thất quản lý; tạm giao toàn bộ diện tích tự nhiên và dân số xã Đông Xuân (trước đây thuộc huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình) về huyện Quốc Oai quản lý kể từ ngày 1/8/2008.

Ngày 11/12/2008, kỳ họp lần thứ 17 Hội đồng Nhân dân thành phố Hà Nội khóa XIII thông qua Nghị quyết về việc thành lập quận Hà Đông thuộc thành phố Hà Nội trên cơ sở toàn bộ diện tích tự nhiên, dân số và các đơn vị hành chính của thành phố Hà Đông, chuyển thành phố Sơn Tây thành thị xã Sơn Tây.

Ngày 8/5/2009, Chính phủ ra Nghị quyết số 19/NQ-CP về việc xác lập địa giới hành chính xã Đông Xuân thuộc huyện Quốc Oai, thành phố Hà nội, các xã Tiến Xuân, Yên Bình, Yên Trung thuộc huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội, huyện Mê Linh thuộc thành phố Hà Nội, thành lập quận Hà Đông và các phường trực thuộc, chuyển thành phố Sơn Tây thành thị xã Sơn Tây thuộc thành phố Hà Nội.

Sau khi có Nghị quyết số 15/2008/QH 12 ngày 29/5/2008 của Quốc hội và Nghị quyết số 19/NQ-CP ngày 8/5/2009 của Chính phủ, thành phố Hà Nội có 29 đơn vị hành chính trực thuộc bao gồm:

Các quận: Hoàn Kiếm, Ba Đình, Hai Bà Trưng, Đống Đa, Tây Hồ, Cầu Giấy, Hoàng Mai, Long Biên, Thanh Xuân, Hà Đông. Các huyện: Đông Anh, Từ Liêm, Sóc Sơn, Gia Lâm, Thanh Trì, Ba Vì, Chương Mỹ, Đan Phượng, Hoài Đức, Mỹ Đức, Phú Xuyên, Phúc Thọ, Quốc Oai, Thạch Thất, Thanh Oai, Thường Tín, ứng Hòa, Mê Linh và thị xã Sơn Tây; có 577 đơn vị hành chính cấp xã (gồm 401 xã, 154 phường và 22 thị trấn)./.