Lộ trình tham quan bắt đầu từ Đoan Môn, là cửa ra vào của vòng thành trong cùng - Cấm thành, cũng là nơi ở và làm việc của nhà vua xưa kia. Tại đây, du khách được giới thiệu về lịch sử, kiến trúc, công năng của công trình.
Qua khu vực này, du khách tiếp tục được trải nghiệm không gian Hoàng cung Thăng Long xưa, được thưởng thức tiết mục múa cổ “Tát nước đêm trăng” ngay trên mặt kính hố khai quật khảo cổ với hiệu ứng ánh sáng huyền ảo. Sau đó, hướng dẫn viên sẽ giới thiệu về hố khai quật khảo cổ học phát lộ các tầng lớp văn hóa chồng xếp lên nhau, với dấu tích của 3 triều đại Lý, Trần, Lê.
Tiếp nối mạch cảm xúc này, du khách đến với không gian trưng bày ý nghĩa và độc đáo của Hoàng thành Thăng Long với chiều dài lịch sử 1.300 năm, chiêm ngưỡng những cổ vật quý giá và đặc sắc với chủ đề “Thăng Long Hà Nội - Lịch sử nghìn năm từ lòng đất” tại nhà trưng bày. Tại đây, du khách được tham gia trò chơi giải mã Hoàng thành Thăng Long theo phương thức nhận diện các hiện vật tiêu biểu của 4 triều đại: Đại La, Lý, Trần, Lê và đóng dấu các hiện vật vào thẻ trò chơi.
Du khách được tham quan hầm T1, là công trình Sở Chỉ huy tác chiến của Bộ Tổng Tham mưu trong kháng chiến chống Mỹ. Tại Điện Kính Thiên, du khách dâng hương tưởng nhớ Đức vua Lý Thái Tổ và các vị tiên đế đã có công khai sáng Kinh thành Thăng Long, dựng xây non sông Đại Việt; cầu cho quốc thái dân an, muôn nhà hạnh phúc, mọi người bình an. Điểm tham quan cuối cùng là khu khảo cổ học 18 Hoàng Diệu, được thiết kế hai điểm nhấn là: Trình chiếu hình ảnh bằng ánh sáng laser các hiện vật tiêu biểu của Hoàng thành Thăng Long; trải nghiệm và lấy nước giếng Hoàng cung mang về.
Để tạo sức hấp dẫn cho tour khám phá đêm Hoàng thành Thăng Long, Trung tâm Bảo tồn Di sản Thăng Long - Hà Nội sắp đặt lại hệ thống đèn chiếu sáng, đầu tư hệ thống đèn lồng khu vực Điện Kính Thiên, đèn trang trí trong di tích, sắp đặt hệ thống nến… tạo hiệu ứng ánh sáng cho không gian di tích. Bên cạnh đó, những người tham gia thuyết minh, biểu diễn nghệ thuật cũng được đầu tư trang phục hoàng cung phù hợp.
Tour đêm “Giải mã Hoàng thành Thăng Long” do Trung tâm Bảo tồn Di sản Thăng Long - Hà Nội phối hợp cùng Công ty lữ hành Hanoitourist xây dựng. Theo lãnh đạo Trung tâm Bảo tồn Di sản Thăng Long - Hà Nội, đây là chương trình tour chào mừng kỷ niệm 1010 năm Thăng Long - Hà Nội, kỷ niệm 10 năm Hoàng thành Thăng Long được UNESCO vinh danh di sản văn hóa thế giới và góp phần làm phong phú thêm hoạt động du lịch vào buổi tối của Thủ đô Hà Nội.
Với mong muốn tạo một sản phẩm mới, độc đáo cho du lịch Thủ đô, tour đêm Hoàng thành Thăng Long hướng đến những giá trị văn hóa, lịch sử đặc biệt của di sản văn hóa thế giới Hoàng thành Thăng Long, đem đến cho du khách những trải nghiệm khác biệt và hấp dẫn, làm nổi bật những di tích, di vật độc đáo quý giá của khu di sản.
Khi đưa vào hoạt động, tour đêm “Giải mã Hoàng thành Thăng Long” sẽ kết nối với sản phẩm tour “Đêm trước dời đô” (Ninh Bình), tạo thành một sản phẩm tour trọn gói, độc đáo, thu hút đông đảo hơn nữa khách du lịch đến Hà Nội và Hoàng thành Thăng Long. Thời gian hoạt động tour đêm Hoàng thành Thăng Long từ 17 giờ 30 đến 21 giờ vào mùa đông và từ 18 giờ đến 21 giờ 30 vào mùa hè.