北京雙一流大學有34所，包括北京大學、清華大學、中國人民大學、北京交通大學、北京工業大學、北京航空航天大學、北京理工大學、北京科技大學、北京化工大學、北京郵電大學、中國農業大學、北京林業大學、北京協和醫學院、北京中醫藥大學、北京師范大學、首都師范大學、北京外國語大學等。

除了上述院校，中國傳媒大學、對外經濟貿易大學、中央財經大學、外交學院、中國人民公安大學、北京體育大學、中央音樂學院、中國音樂學院、中央美術學院、中央戲劇學院、中央民族大學、中國政法大學、中國科學院大學、華北電力大學、中國礦業大學（北京）、中國地質大學（北京）、中國石油大學（北京），也都是北京市的雙一流大學。

北京大學創辦于1898年，初名京師大學堂，是中國第一所國立綜合性大學，也是當時中國最高教育行政機關。辛亥革命后，于1912年改為現名。2000年4月3日，北京大學與原北京醫科大學合并，組建了新的北京大學。原北京醫科大學的前身是國立北京醫學專門學校，創建于1912年10月26日。20世紀三、四十年代，學校一度名為北平大學醫學院，并于1946年7月并入北京大學。1952年在全國高校院系調整中，北京大學醫學院脫離北京大學，獨立為北京醫學院。1985年更名為北京醫科大學，1996年成為國家首批“211工程”重點支持的醫科大學。兩校合并進一步拓寬了北京大學的學科結構，為促進醫學與人文社會科學及理科的結合，改革醫學教育奠定了基礎。