玄武门街道位于玄武区西北部，所辖区域以鼓楼广场为轴心，纵轴沿中央路向北至中央门立交桥、护城河、神策门公园，横轴沿北京东路向东至太平门，内含玄武湖、太平门至神策门段明城墙，呈环湖抱墙之势。东北沿玄武湖与锁金村街道接壤，西以中央路为界与鼓楼区相望，南以北京东路为界与新街口街道、梅园新村街道毗邻，区域面积6.54平方公里（含玄武湖4.44平方公里）。街道辖有公教一村、台城花园、天山路、百子亭、大树根、廖家巷等6个社区。现有户籍人口约6.09万人（含市人才中心集体户1.49万人），常住人口约4.36万人。

辖区有中国科学院南京古生物研究所、土壤研究所、地理和湖泊研究所，省气象局等科研单位；有省卫健委、商务厅、科技厅、省电信、省医药、省凤凰文贸、江苏海宇航务，市城建集团、农垦集团、紫金资产、百花光电等行政部门和重点企业总部；有中国科学院南京古生物博物馆、市规划建设展览馆、南京明城垣史博物馆等文化展馆；有省肿瘤医院，市口腔医院等医疗机构；有市第十三中学、科利华中学、北京东路小学、玄外附属小学、中央路小学等教育机构；有玄武湖公园、明城墙、古台城、古鸡鸣寺、北极阁山、九华山公园等风景名胜；有徐悲鸿故居、傅抱石故居、宋子文公馆等人文景观。