行事だけでなく部活動も盛んな学校であり、生徒の部活動加入率は95%を超える(兼部を含めると100%を超える)。体育系の部活動では、特にサッカー部が強く、部員数は約100名と多い。男子では「サッカー部に入りたい」という理由で本校を志望する者も少なくない。近年では1996年、1998年、2001年に全国高校サッカー選手権東京都大会の決勝に進出している。当時のGKでOBに森田耕一郎がおり、彼は2018年度本校で教育実習生(保健体育)として体育の授業でサッカーを指導した。最近では2018年にベスト4に進出した。また、水泳部は、関東大会及びインターハイ出場経験が何度かある。ダンス部は日本高校ダンス部選手権 全国大会への出場経験がある。陸上部もインターハイ出場経験があり、ハンドボール部、ソフトテニス部、女子バレーボール部、剣道部、ソフトボール部は関東大会出場経験がある。文化部では吹奏楽部・軽音楽部といった音楽系の部活動が人気である。部員数が50人を超える大規模な部としては、サッカー部、野球部、ダンス部、水泳部、吹奏楽部、軽音楽部などが挙げられる。なお、部活動のほかに同好会も設けられている。部・同好会間の連絡を密にするために、部・同好会連絡協議会(通称「部同連」)が設置されている。
青空委員会は、2016年4月に発生した熊本地震を契機に、本校生徒会総務委員会及び木もれ陽祭運営委員会を主体とした多摩地区の都立高等学校11校(国分寺・国立・立川・八王子東・小金井北・調布北・府中・町田・多摩科学技術・日野台・武蔵)と青山の計12校で結成された組織。当初は熊本地震への支援として本校文化祭のみで募金活動を行う方針であった。しかし募金額には限りがあることから、より多くの支援金を募るため、また周辺高校との連携強化を図るために呼びかけを行い、趣旨に賛同した都立高校が集まりこのような十数校規模の団体となった。この委員会による最初の活動として「高校生共同募金プロジェクト」を開始した。この中で各校は文化祭等で募金活動を行い、熊本地震への支援金とした。最初の活動が終了した後も月一回の定例会など、以降の活動も継続しており、更なる参加校等の拡大を目指している。
東京学芸大学、東京農工大学、津田塾大学、東京経済大学、首都大学東京などの大学と協定を結び、いわゆる「高大提携」を実施している。2013年からは、東京外国語大学も高大連携大学となっている。これらの大学で講義を受けると大学入学後単位として認定される制度や大学の教授の出張講義などがある。
国際交流に力を入れており、オーストラリアのサウスオーストラリア州マリオン市（国分寺市の姉妹都市）にあるハレットコーヴ校との相互訪問が行われていたが、ハレットコーヴ校の校長変更に伴う方針の変更によりやや強引に2015年(46期生)を最後に打ち切りとなった(同年はオーストラリアから日本への訪問は無く、相互訪問形式は解消されていた)。2016年(47期生)よりシドニー郊外のニューサウスウェールズ州セントラルコースト市にあるテリガル高校へ訪問する形式へと変更となった。なお、相互訪問は継続しており、日本からオーストラリアへの訪問が3月、オーストラリアから日本への訪問が7月となっている。
将来の難関大学合格に重点を置いた単位制高校であり、前述のとおり、主要科目の教員は公募制により選抜された教員が集められている。2年次から文理選択をし、中には複数の内から選べる選択科もある。3年次は大半が選択科目なっているため、個々の志望校や学力に合わせて科目を選ぶことができる。「文系古典探究」や「数学III」といった基礎発展系の科目、「日本史演習」「世界史演習」「数学演習」などの入試演習科目のほか、「英会話」「スポーツ」「フードデザイン」といった教養系科目も充実している。
単位制高校として、また進学指導特別推進校として様々な特色がある。主要科目の教員は公募制により選抜されている。通常の高校より教員数が多く配置されており、国語(古典)、数学、英語など一部の科目では少人数制授業が展開されている。ホームルーム教室として使用される通常の教室に加えて、講義室が1～6の6室設置されていたり、自習室、ゼミ室など多数の用途で使用される部屋が多くある。
車高が一般的な機械式駐車場に入らない1,550 mmを超え、3列シートを持たないハッチバックがトールワゴンに分類される。ハッチバックと同程度の床面積で室内容積を稼ぐことができ、加えて、起こし気味の着座姿勢で。「ハイトワゴン」と呼ぶ専門誌も多く、「2列シートミニバン」と呼ばれることもある。また、車格ではハッチバック同様、コンパクトカーに属するものがほとんどである。ヨーロッパなどではミニバンの呼称である「MPV」に含み、呼び分けはおこなわれない。日本においては1981年（昭和56年）に3,380 mmの全長に対し全高1,470 mmという、当時としては常識外れな背高スタイル「トールボーイ」のホンダ・シティがデビュー。「高さ」の拡大は車内空間の拡大を追及した結果として得られた新しい視点であり、荷室容量の拡大にもつながった。1982年（昭和57年）に追加されたハイルーフ仕様の「マンハッタンルーフ」は全高がさらに高められ、1,570 mmにも達した。1980年代から全高1,500 mmで「セミトールワゴン」とも言えるトヨタ・スプリンターカリブや、ミニバンの日産・プレーリーの二列シートモデルなどがあったが、1991年に登場した三菱・RVRが先駆けといえる。軽自動車枠では1990年（平成2年）にデビューした三菱・ミニカトッポが元祖とされる（ホンダ・ライフステップバンなど諸説あり）。1993年（平成5年）、軽トールワゴンのスズキ・ワゴンRが優れたパッケージングで爆発的なヒット商品となり、追従したダイハツ・ムーヴと共に軽自動車市場をけん引する存在となった。その人気はコンパクトカークラスにも波及した。その後日産・キューブやトヨタ・ファンカーゴ、トヨタ・bB、ホンダ・キャパ、三菱・ミラージュディンゴなどがベストセラーとなり一定の市場を獲得。スライドドアを搭載するコンパクトなトールワゴンはプチバンとも呼ばれ、1997年（平成9年）のトヨタ・ラウムが先駆けとされる。車内の広さや乗り降りのしやすさ、取り回しのよさ、維持費の安さといった理由から、若年の子育てファミリー世帯を中心に人気を博している。