公元1368年朱元璋在南京建立明朝之后，立即北伐，推翻了元朝的统治，将元大都改为北平府。公元1403年朱元璋之子朱棣即位，并于公元1420年迁都北平，改北平为北京。北京这个名字就是从这一年开始使用的。

明北京城是在元大都城的基础上建成的，工程历时三年，新建的北京城比元大都更加雄伟壮丽，其城址亦有所变化。元大都比较空旷的北部被放弃，北城墙缩进了5里左右；又将南城向南推进到前门一带，皇城也相应南移。至此，城围共计四十里。

元大都皇宫被拆毁"以折王气"，这虽然是一件破坏性的举动，却为后来有计划地营建北京提供了条件。北京宫殿于公元1417年始建，历时四年基本竣工。新建起的建筑计有：紫禁城及皇城的宫殿、门阙、城池；太庙；社稷坛；鼓楼；钟楼等。到了明朝中叶，又修建了一道包围京城南面的外罗城。明朝北京城的设计是非常严密完整的，其全城布局是外城包着内城南，内城包着皇城，皇城包着紫禁城，而且每城周围都有护城河。

明朝所进行的另一项重大工程是对长城全程进行整修。在其开国的第一年，明朝即开始修筑居庸关等处的长城，此后历经200余年，才完成了明长城的全部工程。这条长城西起嘉峪关，东至鸭绿江，全长12700余里。明朝是中国历史上修筑长城的最后一个朝代。现在人们所看到的长城即是明代所筑。

公元1664年李自成率农民起义军攻入北京，推翻了明朝，占领北京达43天。该年5月清兵进入北京城，10月正式定都北京。

清朝沿袭了明朝北京城的格局，其建设重点是内宫的王府和寺庙园林。在西北郊风景区建了"三山五园"。即玉泉山、万寿山、香山、圆明园、长春园、万春园、畅春园和清颐园（颐和园）。又将知名的寺庙加以修葺，还新建了大型的喇嘛庙，如：雍和宫、黄寺等。