上海全市为世博会共投入4.6万名警员，打造了一个严密的陆路、水路、空中立体防护网。
随着世博会的临近，在上海火车站等重点防范地点，武警们“三步一岗，五步一哨”，而搜爆犬则不停嗅进站乘客的行李。而且，铁路部门此次还首次实行了“双向安检”，即不仅检查进站人员的行李，出站人员的行李照样要接受严格检查，严防有人将危险物品带进上海。
与此同时，上海铁路部门还加强了对站内人员的监控。上海南站如今已装备有298只摄像头，实现了对整个车站的立体型全覆盖，达到了任何人出入南站时，正面头像至少被摄像机记录一次的预定效果。有媒体称，在上海南站，“任何人在车站一个角落里看报纸，监控中心可以看到并摄录他在看的是哪一天的报纸。”在车站的指挥室内，安装有监控显示屏19台，可即时显示锁定19个目标；硬盘刻录机18台，可保存每个监控头的影像资料11天。
在莫斯科地铁爆炸案后，轨道交通的安全也引起了上海方面的格外关注。目前，上海轨道交通每天的运送量达400万人次，在世博会期间，运送量峰值可能接近500万人次。为确保轨道交通的安全，上海市公安局已在所有282座轨道车站都设置安检点，配备6000多名安检员对进站乘客及其携带物品进行安检。此外，还部署安保力量在上海870个轨道交通出入口开展查疑防控工作，实行全覆盖安检。
在地面公交方面，上海市公交重点线路的4700余辆运营车辆进行了逃生窗改造，内环线内400余条线路的8000余辆公交车还要安装图像监控设施。世博会期间，上海所有公交起始站和公交枢纽站都将安排安检员开展安检，其他公交线路也将配安检员流动巡检。
除了陆上，长江和黄浦江作为进出上海港的“黄金水道”，也成了安保的重点对象。从去年起，一些海上边检站就加大了硬件方面的投入。以上海外高桥边检站为例，全新研制的“船舶全方位监控系统”和“口岸卡口门禁系统”已相继投入使用。前者针对此前对国际航行航舶只能监测到靠码头一侧的缺点，通过装在集装箱吊机臂上的监控系统，对船舶进行全方位的监控；后者是一套实时监管系统，设立卡口系统港区的登轮证件上印有专门的条形码，任何人进出都要刷卡，而一刷卡，谁在什么时候到了哪里，系统马上就知道。
在空中防控方面，世博会期间，上海上空和江苏、浙江部分地区上空，将禁止低空慢速小目标飞行，对于在世博园区周边放飞风筝、孔明灯的行为，有关方面也会进行劝阻。
86万志愿者出动
在北京奥运会期间，中国曾招募了近百万名平安志愿者。而随着世博会的临近，人们在上海的大街小巷，随处都可以看见身穿橘红色马甲，佩戴红袖标的一群人，他们便是世博会的平安志愿者。有媒体用“染发90后与花甲阿伯齐上阵”来形容平安志愿者范围之广、年龄跨度之大。
据媒体报道，目前，这群深入上海各社区的志愿者已经多达86万名，成为世博会安保的一支重要力量。近来，上海各社区已多次组织平安志愿者进行有针对性的演练。
除了上海，世博会的安保工作还延伸到了外围。据了解，世博会期间对进入上海的车辆、船舶将分别实行通行证管理和安检签证制度，与上海邻近的江苏和浙江两省也有明确的安检分工，为世博会打造“环沪护城河”。
目前，上海已摸清了分别连接江苏省的苏州、无锡、南通、以及浙江省的湖州、嘉兴等地的38个出入市境的三级以上道口，97个陆路无名道口，以及 115个水路支流河口的具体情况。