1928年，中华国民政府定都南京，美国政府随即予以确认，美国驻华公使也由北京改驻南京。

1936年9月，美国与国民政府建立大使级外交关系，任命詹森为驻华特命全权大使，原公使馆升级为大使馆，馆址迁至南京上海路82号。

1938年8月，美国驻华大使詹森率美国驻华大使馆人员迁至重庆，先后在渝中区中山四路（中山四路小学）、李子坝正街40号、健康路1号，南岸区建设岗特1号、龙门浩枣子湾等地办公。

1941年，太平洋战争爆发前夕，美国派遣深谙远东事务的高思接替詹森担任驻华大使。

1944年10月下旬，由于史迪威与蒋介石矛盾加剧，罗斯福决定召回高思，任命赫尔利为驻华大使。

1946年4月，抗日战争结束，美国驻华大使馆由重庆迁回南京，馆址迁至西康路33号；7月，美国政府任命司徒雷登为驻华大使。

1949年4月25日，中国人民解放军解放南京后，解放军三名官兵误入美国驻华大使馆，造成外交事件；8月，时任美国驻华大使司徒雷登离开中国，毛泽东发表文章《别了，司徒雷登》。

1950年2月18日，美国驻华大使馆正式关闭，最后一名外交官培根离开南京返回美国。

1965年12月，美国国务院修改了《对华旅游禁令》，第一次谨慎地释放出对华态度有所松动的信号。

1969年，理查德·尼克松上台后，美国和中国开始朝着实现双边关系正常化的方向努力。

1971年2月，尼克松第一次公开使用“中华人民共和国”这个称谓；同年3月，美国国务院解除了持美国护照前往中国旅游的所有限制。4月6日，美国乒乓球队访华（乒乓外交）后，美国在北京秀水北街3号设立驻京联络处。

1972年2月21日，时任美国总统尼克松访问中国，中美关系逐步正常化。尼克松访华期间，中美双方于1972年2月28日在上海发表了《中美联合公报》（即“上海公报”）。

1973年，美中驻对方国家联络处正式成立。

1975年12月，美国总统福特应邀访华。

1979年1月1日，美利坚合众国与中华人民共和国建立大使级外交关系，双边关系正式实现正常化，美国驻京联络处升级为美利坚合众国驻华大使馆。

2001年9月11日，美利坚合众国驻华大使馆准备在亮马桥地区建设新馆，5支设计团队抵达北京进行竞标；最终SOM建筑设计公司赢得设计竞标。

2004年2月10日，美国驻华大使馆新馆举行开工仪式，时任美国驻华大使雷德、中国外交部副部长周文重出席仪式；5月28日，大使馆新馆正式动工建设。

2007年4月11日，大使馆新馆建设项目成功封顶。

2008年8月8日，美利坚合众国驻华大使馆新馆建成，由到访的时任美国总统乔治·沃克·布什宣布启用。

美利坚合众国驻华大使馆位于中国首都北京市朝阳区安家楼路55号。

据2021年8月美国驻华大使馆官网显示，大使馆下设公共服务处（领事处）、签证处、动植物卫生检疫局，商务处、能源处、经济处、环境科技处、食品和产品安全处、农业处、总务处、人力资源处、公共事务处（新闻、文化）、美国国际发展署、美国疾病预防控制中心，和美国公民及移民事务局北京办公室等部门。

美国大使馆领事处向居住在中国或访问中国的美国公民提供援助，以及为临时访问美国或移民美国的人士提供签证服务。

公民服务处为美国公民的护照申请和续签、出生在中国的子女的报告、选民登记、社会保障号码、联邦福利、儿童托管问题和公证服务的申请提供帮助。这个处还为遇到紧急情况的美国公民提供紧急服务。

签证处办理非移民和移民签证。非移民签证的办理面向寻求短期赴美签证（如旅游签证、商务签证、学生签证、船员签证、临时工作许可证等）的人士。

移民签证的办理面向有权在美国永久居留的人，其主要办公地点位于广州领事馆区。

美国驻北京大使馆商务处协助美国公司出口到中国市场的活动，特别是对美国中小企业的协助。

动植物卫生检验局（APHIS）是美国农业部（USDA）内的一个监管机构。

APHIS北京办事处为中国（香港，澳门）提供动植物卫生问题的技术领导、管理和协调，并确保符合国际标准的农产品的安全贸易。APHIS与对外农业服务局（FAS）合作，确保实现新的贸易机会，以及美国和中国之间的现有农产品贸易顺利进行。APHIS北京办事处作为卫生和植物检疫（SPS）相关贸易问题的主要谈判者，与中国同级别部门保持密切的工作关系，以解决SPS问题，以促进开拓新市场，保留或扩大美国农产品的现有市场。APHIS北京办事处还解决在中国入境港口发生的贸易相关SPS问题，以确保被扣押的农业货物得以放行。

能源处与所有能源部旗下的项目办公室和支援部门，共同协调影响中国的核安全和与中国能源合作的问题。

经济处致力于代表美国产业和公众，推动美国遍及中国的经济利益。日复一日，经济处力争为美国产品和服务扩大市场准入，并为在中国运营的美国公司争取公平的竞争环境。经济处与美国政府其它各经济和贸易机构协同努力，并与中国在双方利益一致之处进行常规沟通，从制裁的实施到国际发展援助合作。

环境、科技与卫生处与中国政府机构和非政府组织合作，共同推进环境管理，鼓励经济增长，并就共同面临的挑战进行合作。环境、科技与卫生处的重点关注领域包括气候变化、清洁能源发展、污染、有毒化学品管理、空间探索、生物多样性、环境法和新出现的传染病。

食品和产品安全处的职责是提高中国生产并出口到美国的食品和医药产品的安全性、质量和有效性。

农业贸易处专注于农产品的市场营销工作。在中国的五个农业贸易处为美国农业部合作伙伴（美国农产品贸易协会）提供支持、协助和监管；与美国公司直接合作，帮助其获得初次出口中国市场所需的知识和人脉；并撰写和发布关于中国农业市场的报告。

公共事务处（新闻文化处）由新闻与文化两部门组成，主管美国政府的官方信息以及在中国的教育与文化交流活动。

美国国际发展署通过与中国商务部和其它机构的密切合作，USAID与中国的合作伙伴共同开展了多项活动，包括粮食安全领域的三方合作项目试点、组织中国专家到其他国家学习交流、联合举办不同级别的发展领域对话等。

美国疾病预防控制中心在中国开展的的主要项目领域包括艾滋病、新发和再发传染病、流感、计划免疫、人才队伍建设、慢病以及实验室质量和安全。

据2021年8月美国驻华大使馆官网显示，美国在中国设立4个总领事馆，分别是美国驻广州总领事馆、美国驻上海总领事馆、美国驻沈阳总领事馆和美国驻武汉总领事馆。

据2021年8月美国驻华大使馆官网显示，大使馆领事业务包括赴美签证、护照申领、公证事务和与美国国籍相关服务等。

护照本、护照卡需由美国本土寄送，办理所需时间不确定。常规护照延期的处理时间为3~4星期。

2021年6月11日，美国国务卿安东尼·J·布林肯与中国中央外事工作委员会办公室主任杨洁篪进行了通话。布林肯国务卿和杨主任讨论了美国对朝鲜政策的全面审查，强调美国和中华人民共和国为实现韩朝半岛无核化而共同努力的必要性。布林肯国务卿和杨主任继续就共同面对的全球挑战进行了讨论，包括伊朗问题、缅甸问题以及气候危机。

2021年7月25日至26日，美国常务副国务卿舍曼访问天津，中国国务委员兼外长王毅、外交部副部长谢锋同舍曼分别会见会谈。8月16日，国务委员兼外长王毅应约同美国国务卿布林肯通电话。

美国驻华大使馆新馆是位于中国北京的美国大使馆主办公区，于2008年建成，是一座安全的先进的设施，坐落于北京紫禁城东北方向的第三使馆区。作为美国国务部第二大海外建设项目，是东西方设计传统的美丽融合。

使馆办公区的规划始于20世纪90年代中期，旨在解决在北京的后勤问题、安全关切，以及对领事服务不断增加的需求。国务部通过一个联邦优秀设计竞赛力求找到“最好的美国建筑”。Skidmore，Owings＆Merrill，LLP，Architects（SOM）的获奖设计带来了矗立于北京的这座高能效、可持续的建筑。

东西方美学不仅在建筑和景观设计中得到考虑，而且也体现于整个大使馆展示的艺术品的选择上。国务部的“使馆艺术”（Art in Embassies，简称AIE）项目策划了在整个大使馆建筑群安置的永久收藏，包括美国和中国杰出艺术家的作品。“使馆艺术与保护基金会”（Foundation of Art and Preservation in Embassies，简称FAPE）继续为这一收藏增加藏品，包括计划2018年在使馆的一个特定地点安置一座马屯·珀伊尔（Martin Puryear）的雕塑。杰夫·库恩斯（Jeff Koons）的标志性雕塑“郁金香”是一座临时作品，借给使馆展出10年。

大使馆占地10英亩，由6栋建筑物构成，其中包括一座在2016年完工的新附楼，近50个不同联邦机构的1300多名美国员工和本地雇员在此办公。美国驻华使团的规模和范围不仅反映了美中双边关系的重要性，还反映出两国共同参与的议题的广度。

新大使馆建筑：

采用的是高质量、低生命周期成本的建筑材料；

使用大面积的自然光有利于保持低能源成本；

雨水被保留在庭院里，并通过一系列的荷塘净化；

白色的屋顶加上最新的机械系统减少消耗和碳排放。