Выбирайте район ВДНХ.
Там все близко: Останкинская башня, музей космонавтики и на ВДНХ много павильонов - там и исторический Вся Россия, и политехнический, и Москвариум, и музей робототехники, и просто по территории походить - фонтан Дружбы народов, павильоны бывших сов.республик, много разных кафешек с перекусами на любой вкус и кошелек.
По хорошему, там бы хотя бы пару дней провести, чтобы все бегом посмотреть, но и один день получится очень насыщенным.
Интересно в Коломенском - история допетровской России (можно доехать на метро и немного пройти пешком).
Ну и один день может полностью уйти на - Красная площадь, Кремль, музеи Кремля, Арбат (мне Арбат не нравится), храм Христа Спасителя, памятник Владимиру, Манежная площадь.
Если нужна дополнительная информация, звони, мы были на весенние каникулы со школьной экскурсией, впечатления свежие.