学校拥有中关村校区、良乡校区、西山实验区、珠海校区和秦皇岛分校等多个校区 。

中关村校区

中关村校区位于北京市海淀区中关村南大街5号，地处北京市中心地带（三环以内），交通便利，毗邻国家图书馆、中关村科技园区，拥有得天独厚的办学优势。中关村校区占地1063亩(约70.8万平方米），基础设施完善，拥有一块国家级体育场（同时用来举办中甲足球联赛）以及占地面积达2.1万平方米的国内一流的体育馆（2008年北京奥运会排球比赛场馆）。

良乡校区

良乡校区位于北京市房山区良乡卫星城东，距天安门广场约30公里，距中关村校区约35公里，京广铁路和京石高速公路东侧，北京西南六环路以内，坐拥环北湖园林，占地面积202.97公顷（3000余亩），仍在扩建当中。良乡校区是校本部的一部分，承担北京理工大学本科基础教育阶段（大一，大二以及部分大三）的教学任务。

西山实验区

西山实验区位于北京市海淀区冷泉东路16号，毗邻百望山、京密引水渠，风景优美，远离城市喧嚣。西山实验区是由原北京理工大学西山分校改建而来。为扩大办学规模和更合理利用校本部土地资源，学校将校本部西侧的实验区迁建至原西山分校。

房山分校

房山分校坐落于北京市房山区阎村镇，东接良乡卫星城和京石高速公路 ，西临燕山石化工业区，南与燕化星城毗邻，北靠中国科学院原子能研究院，占地60余亩。"十一五"规划中的北京理工大学建设高标准的教学大楼、学生公寓楼、餐厅等总面积达25000平方米。标准环形跑道，足球场，篮球场及活动游艺区一应俱全。校园建筑具有欧式风格，庄重典雅，清新怡人。

秦皇岛分校

秦皇岛分校建于1984年，是北京理工大学民族预科教育基地。校址地处风景优美的旅游胜地—北戴河海滨，向东、南步行一公里，即可到达渤海之滨。秦皇岛分校是教育部指定的六个国家级少数民族预科教育培养基地之一。为北京航空航天大学、北京理工大学、南京航空航天大学、南京理工大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学、西北工业大学等7所全国重点大学培养一年制民族预科生，招生规模每年500余人。

珠海校区

珠海校区位于广东省珠海高新区唐家湾金凤路6号，是珠海市兴办大学科研区计划的一个组成部分。占地5000亩。北理工珠海校区内建有北京理工大学珠海学院、北京理工大学珠海研究生院、北京理工大学珠海研究院、北京理工大学国家大学科技园·珠海等 。