为统筹做好2008年北京奥运会场馆及配套设施建设的综合组织和协调工作，2003年9月经市委、市政府批准成立了北京市奥运场馆建设指挥部及其办公室，并于2004年10月更名为北京市人民政府“2008”工程建设指挥部及其办公室，圆满完成了奥运工程建设任务，为奥运会残奥会成功举办提供了有力支撑。2008年9月北京市人民政府“2008”工程建设指挥部办公室被党中央、国务院授予“北京奥运会、残奥会先进集体”荣誉称号。
奥运会结束后，市编委于2009年1月下发《关于北京市人民政府“2008”工程建设指挥部及办公室更名等有关事项的批复》(京编委〔2009〕1号)，将北京市人民政府“2008”工程建设指挥部及其办公室更名为北京市重大项目建设指挥部及其办公室。
2009年9月，市政府办公厅印发了　《北京市重大项目建设指挥部办公室主要职责内设机构和人员编制规定》(京政办发〔2009〕93号)，进一步明确了北京市重大项目建设指挥部办公室(正局级，简称市重大项目办)的主要职责、内设机构和人员编制等事项。

1.组织编制本市城市轨道交通工程项目和市政府交办工程项目(以下简称重大项目)建设总体计划，并督促检查计划执行情况。
2.协调有关部门和单位推进重大项目的规划、征地、拆迁等前期工作；协调市政府有关部门按总体计划要求在项目建设各阶段加快办理各项行政审批手续。
3.协调、解决重大项目建设中的重大问题；协调落实工程建设安全、质量、工期、功能和成本“五统一”要求；承担为建设单位及各参建单位服务的职责。
4.协调市政府主管部门监督重大项目建设各方贯彻落实有关安全生产、工程质量、资金使用、招标与采购、合同履行等方面法律法规，落实“阳光工程”的各项要求；参与重大项目建设工程事故应急工作。
5.参与重大项目年度资金使用计划的编制，协调、落实资金计划的执行。
6.组织推动新技术、新材料、新设备、新工艺在重大项目建设中的应用。
7.组织协调重大项目的竣工验收、竣工结算和决算工作。
8.负责重大项目建设信息的收集、整理、统计和管理工作。
9.受委托负责中央单位在京重要建设项目的组织实施。
10.承担北京市重大项目建设指挥部的具体工作。
11.承办市政府交办的其他事项。
12.在北京市棚户区改造和环境整治领导小组及指挥部的领导下，研究拟定本市棚户区改造和环境改造方案，并组织实施；承办相关工作会议，督促落实议定事项；汇总、分析并报告相关工作开展情况；承担领导小组、指挥部的日常工作。
13.在北京市2022年冬奥会工程建设指挥部的领导下，负责组织拟定北京2022年冬奥会和冬残奥会由北京市承担的奥运场馆及相关配套工程建设的总体计划，并组织实施；督促落实指挥部的各项议定事项；协调解决工程建设中的有关问题；承担指挥部的日常工作。