Poza działalnością ekspozycyjną muzeum ma pokaźny dorobek wydawniczy (m.in. wydaje uhonorowaną w 2010 Nagrodą Klio serię „Biblioteka Warszawska”), a także liczne publikacje poświęcone zbiorom własnym i dziejom Warszawy. MW organizuje lekcje i konkursy dla szkół oraz otwarte wykłady w Centrum Interpretacji Zabytku (m.in. o społeczeństwie Warszawy, warszawskiej kartografii, architekturze mieszkalnej, pomnikach, dobrach kultury, transporcie publicznym, a także o muzeach głównych miast europejskich), projekcje filmowe i cykle spacerów (poświęcone m.in. historycznym ogrodom, dekoracjom architektonicznym, kamienicom, architekturze sportowej, szyldom i ich typografii). Jest także organizatorem konferencji naukowych. Uczestniczy we wszystkich znaczących wydarzeniach warszawskich: Nocy Muzeów, Pikniku Naukowym Polskiego Radia i Centrum Nauki Kopernik, Festiwalu Nauki oraz Uniwersytecie III Wieku. Jest także współproducentem filmów dokumentalnych poświęconych stolicy.
Oddziały Muzeum Warszawy ma 9 oddziałów. W sezonie letnim czynna jest również stała wystawa Muzeum w warszawskim Barbakanie poświęcona Staremu Miastu i murom obronnym Starej Warszawy.