Der zum größten Teil zwischen Seen gelegene Ortsteil ist ein beliebter Ausflugsort für viele Berliner und Touristen. Den Hauptbereich bildet die Insel Wannsee. Sie ist heute über fünf Brücken zu erreichen: Die Wannseebrücke, die Alsenbrücke, die Hubertusbrücke, die Parkbrücke und die Glienicker Brücke. Ein kleiner Teil dieser „Wannsee-Insel“, die Siedlung Klein Glienicke, gehört zu Potsdam.
Umgeben wird der Ortsteil im Norden und Westen von der Havel, im Osten vom Großen Wannsee und im Süden von einer Seenkette, Griebnitzkanal genannt, sowie dem Griebnitzsee. Der Griebnitzkanal mit dem bekanntesten Teilsee, dem Kleinen Wannsee, verbindet den Großen Wannsee mit dem Griebnitzsee, an den im Osten der Teltowkanal anschließt. Der Westteil des Griebnitzsees ist über die Glienicker Lake mit der Havel verbunden, etwa auf Höhe der Glienicker Brücke. Der Havelbereich westlich von Wannsee wird vom Jungfernsee geprägt, der sich nach Nordwesten weiter ausdehnt.
Heute führt die in Ost-West-Richtung verlaufende Bundesstraße 1 mitten durch Wannsee, an der sich auch der heutige Siedlungsschwerpunkt befindet.
Die älteste Keimzelle der Besiedlung ist das kleine Dorf Stolpe (das Gebiet um den Wilhelmplatz). Es ist mittelalterlichen Ursprungs. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden die Ufer des Großen Wannsees auch als Wohnort für das wohlhabende Bürgertum entdeckt und gezielt entwickelt. Ab 1870 entstand in Wannsee eine Kulturlandschaft, die im Kaiserreich und der Weimarer Republik ihresgleichen suchte. Viele prachtvolle Villen entstanden zu dieser Zeit, von denen heute nur noch wenige übrig sind.
Im Zeitalter der Industrialisierung trieb es viele Berliner aus dem Zentrum an den Stadtrand. Zu diesem Zeitpunkt war die Gegend um das Dorf Stolpe noch weitgehend unbesiedelt. 1863 erwarb Wilhelm Conrad, Naturfreund, erfolgreicher Bankier und Direktor der Berliner Handels-Gesellschaft, den Gasthof Stimmings Krug. Durch Zukäufe erweiterte er seinen Landbesitz in den Folgejahren auf 320 Morgen. 1870 ließ Conrad die Gaststätte abreißen und an gleicher Stelle die Villa Alsen errichten. Diese Villa war der Startschuss für die weitere Besiedlung und Gründung der Colonie Alsen.
Wilhelm Conrad stellte sich ein Gesamtkunstwerk von Villen vor, nach dem Muster der neuesten Berliner Villenkolonien, aber in einer Parklandschaft gelegen, umgeben vom Wasser der Havelseen. Der Peter-Joseph-Lenné-Schüler und Berliner Gartenbaudirektor Gustav Meyer wurde beauftragt, einen Plan auszuarbeiten. In diesem wurde das Zentrum der Kolonie als Hippodrom angeordnet, durch das die Königstraße in der Längsachse geführt wurde. Conrad fand Käufer für zahlreiche Parzellen, von denen keine kleiner als ein preußischer Morgen (180 Quadratruten, entspricht 2553 m²) war. Nur zwei Jahre nachdem er die Villa Alsen bezogen hatte, wohnten bereits 64 Siedler in zwölf neuen Villen in der Kolonie.
Ab 1874 begann die Besiedlung entlang des Ostufers des Großen Wannsees. Prinz Friedrich Karl als Grundbesitzer verkaufte einzelne Parzellen unter anderem an die Petroleumlampenfabrikanten Ernst Wild und Friedrich Wilhelm Wessel. Die Villen, die in der Villenkolonie Wannsee angelegt wurden, waren zumeist noch größer als die der gegenüberliegenden Colonie Alsen.
Um zusätzliches Publikum für die Ansiedlung in den Kolonien zu gewinnen, musste eine effektive Infrastruktur geschaffen werden. 1874 wurde auf Willen von Conrad gegen starken Widerstand eine Bahnverbindung zwischen Berlin und Wannsee durchgesetzt. Außerdem fuhr die Bahn im Anschluss bis nach Potsdam. Im Berliner Volksmund wurde die neu entstandene Wannseebahn auch Wahnsinnsbahn auf Conrädern oder Bankierszug genannt. Mit ihr verkürzte sich die Reisezeit von der Berliner Innenstadt in die Kolonie auf nur 20 Minuten. 1878/1879 erfolgte der Bau der Bahnstrecke Berlin–Blankenheim durch den Grunewald über Wannsee nach Westen, die wenige Jahre später durch den Anschluss über Charlottenburg an die Berliner Stadtbahn auch im Nahverkehr größere Bedeutung erlangte.
Am Westufer des Großen Wannsees (Am Großen Wannsee 56–58) liegt das Haus der Wannseekonferenz, in dem 1942 die Deportation und Ermordung der europäischen Juden organisiert und geplant wurde. Heute ist das Haus eine Gedenk- und Bildungsstätte. Nach der Sanierung der Liebermann-Villa wurde das Sommerhaus des Malers Max Liebermann am 30. April 2006 als Museum eröffnet. Im weiteren Verlauf der Straße Am Großen Wannsee liegt das Gelände der ehemaligen Reichsluftschutzschule des Architekten Eduard Jobst Siedler (1938/1939). Auf einem Plateau am Seeufer bei Heckeshorn, wo die Colonie Alsen in den Forst Düppel übergeht, befindet sich eine 2005 restaurierte Zinkkopie des Idstedt-Löwen aus dem Jahr 1874.
Gräber
Am Kleinen Wannsee liegt auf der Ostuferseite das Grab Heinrich von Kleists. Auf dem Neuen Friedhof finden sich unter anderem die Gräber des Physikers Hermann von Helmholtz, des Mediziners Ferdinand Sauerbruch und des Chemie-NobelpreisträgersEmil Fischer. Auf dem Alten Friedhof Wannsee in der Friedenstraße liegen der Architekt Hans Poelzig sowie der Droschkenkutscher Gustav Hartmann begraben, letzterer wurde als „Eiserner Gustav“ durch seine Protestfahrt im Jahr 1928 nach Paris gegen den Niedergang des Droschkengewerbes berühmt.
Glienicker Brücke
Die Glienicker Brücke über die Havel zwischen Berlin und Potsdam verbindet im Verlauf der Bundesstraße 1 die Königstraße mit der Berliner Straße in der Berliner Vorstadt von Potsdam.
Nikolskoe
In der Nähe der Pfaueninsel befindet sich die Kirche St. Peter und Paul auf Nikolskoe, bestehend aus dem namensgebenden Blockhaus Nikolskoe mit Nebengebäude, der Kirche, der ehemaligen königlichen Freischule und dem Friedhof der Pfaueninsel.
Der umgebende Wald ist ein eingetragenes Gartendenkmal. Nikolskoe wurde anlässlich eines Staatsbesuchs der preußischen Prinzessin Charlotte, der Tochter des damals regierenden Königs Friedrich Wilhelm III. mit ihrem Ehemann, dem russischen Prinzen Nikolai und späteren Zaren angelegt und ihm zu Ehren benannt (Nikolskoe = dem Nikolai gehörig).
Im Blockhaus befindet sich bis heute ein Ausflugslokal.
Im Jagdschloss Glienicke hat das Sozialpädagogische Fortbildungsinstitut Berlin-Brandenburg (SFBB) seinen Sitz.
Sport
Der Wassersport hat eine sehr große Bedeutung für die Insel Wannsee: Hier befinden sich 21 Segel- und zehn Rudervereine. Seit März 2012 ist dort der Sitz der Gesellschaft für internationalen Wassertourismus e. V. angesiedelt, die vor allem ausländische Berlin-Touristen für das wassertouristische Angebot sensibilisieren soll. Darüber hinaus bestehen verschiedene Bademöglichkeiten, besonders das im angrenzenden Ortsteil Nikolassee gelegene Strandbad Wannsee, kleinere Badestellen an der Havel sowie die große Badewiese am Alten Hof.
Wannsee verfügt über einen Golfplatz, der 1895 gegründet wurde.
Mit dem FV Wannsee gibt es einen Fußballverein und mit dem TuS Wannsee einen Seniorensport- und Judoverein.
Am ehemaligen Don-Bosco-Heim gibt es mit dem ReitTherapieZentrum Berlin einen Reiterhof.
Villenkolonien in Wannsee 1870–1945. Großbürgerliche Lebenswelt und Ort der Wannsee-Konferenz. Haus der Wannsee-Konferenz (Hrsg.), Hentrich, Berlin 2000, ISBN 3-89468-260-4 (Publikationen der Gedenk- und Bildungsstätte Haus der Wannsee-Konferenz 8).
Ingo Krüger: Landhäuser und Villen in Berlin + Potsdam. Band 2: Kleiner Wannsee. Aschenbeck & Holstein, Delmenhorst u. a. 2004, ISBN 3-932292-57-X.
Ingo Krüger: Landhäuser & Villen in Berlin + Potsdam. Band 3: Großer Wannsee. Colonie Alsen. Villa Liebermann. Aschenbeck & Holstein, Bremen 2009, ISBN 978-3-932292-77-4.
Christoph Voigt: Altes und Neues von Stimmings Krug. In: Mitteilungen des Vereins für die Geschichte Berlins 49, 1932, ZDB-ID 3615-8, S. 50–54.
Karl Wolff: Wannsee und Umgebung. Klein-Glienickes Schlösser und Park. Pfaueninsel. Nikolskoe. Vergangenheit u. Gegenwart. 7. Auflage. Elwert und Meurer, Berlin 1978.
Jochen Arntz, Holger Schmale: Wannsee. An Deutschen Uffern der Geschichte. Herder Verlag, Freiburg im Breisgau 2024, ISBN 978-3-45139-931-2.