Københavns Kommunes areal danner en uregelmæssig firkant, ca. 11 km fra nord til syd og 9 km fra øst til vest. Havneløbets diagonal fra nordøst til sydvest deler firkanten således, at knap to tredjedele tilhører Sjælland og resten Amager inkl. Christianshavn og Holmens øer.
Sjællandsdelen omslutter Frederiksberg Kommune, der blev selvstændig i 1857 og har været det lige siden. De ydre nabokommuner er Gentofte, Gladsaxe, Herlev, Rødovre, Hvidovre og Tårnby. Byens territorium er vokset til stadighed og to gange i vældige ryk, der hver gang tredoblede arealet. Det første fandt sted i Christian 4.s regeringstid, da Christianshavn blev anlagt og befæstet på opfyldt terræn, og bygrænsen langs Gothersgade nogle år senere blev trukket nordpå og uden om forløberen til Kastellet. Byens bebyggelse var længe begrænset af militære bestemmelser. Trap Danmarks 2. udgave (1879) opgør byens areal til 22 km2, og heraf lå de fire femtedele uden for voldlinjen, først og fremmest Østerbro, Nørrebro og Vesterbro.
Det andet store ryk foretog kommunen ved i 1901‑02 at indlemme Brønshøj-Rødovre, Hvidovre og Sundbyerne Sognekommuner. Dermed blev arealet ca. tredoblet, og kommunen fik i store træk det omfang – og de bydele – vi kender i dag. Senere udvidelser skyldes hovedsagelig inddæmningen af Vestamager, hvoraf 8 km2 tilfaldt København, og landindvinding i Nordhavnen, ved Amagers nordspids og i Sydhavnen. Gennem hele Københavns historie er der foretaget opfyldninger i Øresunds lave vand med udgravet jord, affald og opskrab fra havnebunden. Det næste store projekt kan blive Lynetteholmen mellem Refshaleøen og Nordhavn, der dog først projekteres at stå færdigt senest i 2070.
Kommunens hensigter med indlemmelserne af nabosognekommunerne var mange. Der skulle skaffes plads til offentlige institutioner, fx skulle kirkegårde, hospitaler, veje og beboelse anlægges. Og ved udlægning af attraktive villakvarterer i udkanten af kommunen ønskede man at modvirke de faldende skatteindtægter, som skyldtes, at mange indbyggere flyttede til Frederiksberg og Gentofte. En byplankonkurrence 1908‑09 om de nye arealers anvendelse blev vundet af den tyske stadsgeometer Carl Stinz med en plan af stor grafisk skønhed. Men det var hovedsagelig andenpræmieforslaget fra den senere stadsingeniør Aage Bjerres principper for planlagt arealanvendelse og vejføringer, der slog igennem. En stadig mere selvbevidst kommune gik til angreb på knæsatte principper ud fra den synsvinkel, at det private initiativ ikke kunne løse de problemer, det selv skabte. Både befolkning og erhvervsliv havde brug for orden og standarder i forsyning og transport, og det var blevet et mantra, at lys og luft var for alle. Efter 2. Verdenskrig styrkedes idéen om planlægning af hele storbyregionen. I den berømte Fingerplan fra 1947 beskrives en byvækst i radier adskilt af grønne områder og med trafikanlæg i radierne, der mødes i centrum.
Efter 1950 skulle det vise sig, at kommunen ikke kunne kontrollere alt. Industriens udflytning førte til befolkningsnedgang, som blev forstærket af et utilstrækkeligt boligudbud. Stigende indtjening åbnede for et parcelhusliv i forstæderne, og statens egnsudviklingsstøtte samt institutioners udflytning efter 1970 trak samme vej. Fra 1950 til 1993 faldt folketallet med næsten 40 %, og det var ikke de største skatteydere, der blev tilbage. Med statslig intervention blev en strategi iværksat, som indebar flere indbyrdes afhængige beslutninger: Ørestad, Øresundsforbindelsen inkl. jernbane til lufthavnen og metroens første fase, M1 og M2 mellem Vanløse og Amager. Strategien indebar en samfundsmæssig styring og lænede sig dog stærkt op ad markedskræfterne, især hvad angår boligsektoren. Den havde virkning: I 2019 var mere end det halve befolkningstab genvundet, og at dømme efter kvadratmeterpriserne i de nye boligkvarterer var det netop borgere med høje indtægter, der flyttede til kommunen. København for de velhavende, lyder kritikken nu, selv om kommunen indlysende også er hjemsted for et betydeligt antal studerende og socialt udsatte.
