位于札幌市中心的北大主校区，占地约为177万平方米，除位于函馆的水产学部外的所有学部，研究所和研究中心都设在这里。仅仅学生食堂就有10处以上，相当于一条小街的规模。校园的主要大道为一条长1500米的南北向大道。各个学部分布在其左右。校园的东侧紧靠着札幌火车站，也靠近札幌地铁的12条站和18条站。随着札幌市的扩展，北大也渐渐成为市中心交通阻塞的影响因素。
北大校园内最著名的景观就是白杨林荫大道，位于理学部与工学部之间靠近实验农场附近，长约300米。2004年9月的台风袭击中，具有上百年树龄的白杨树遭到了很大的破坏。1999年起，校园中部的旧理学馆大楼改建为北海道大学综合博物馆。位于校园北区的重要文化遗产札幌农学校第二农场，是根据克拉克博士的构想而建立的模范家畜饲育场，多为明治时期的建筑物。在靠近学校正门正门的中央草坪附近立有克拉克博士的胸像，是来北大参观的游客经常留影的地方。主校园的南面由北海道大学植物园，与主校区相距几千米，是札幌市中心最大的绿化地带。
