Le 16è siècle connaît un nouvel élan lorsque le Valois François Ier revient résider dans la capitale après 1530, la cour restant itinérante dans les châteaux royaux au gré des saisons. Il fait abattre le vieux Louvre pour le transformer en palais Renaissance, commence l’église Saint-Eustache et l’Hôtel de Ville. Ouverte aux idées de la Renaissance, la ville connaît à nouveau un grand rayonnement intellectuel et culturel grâce à l’essor de l’imprimerie, au travail de nombreux poètes et savants humanistes dont les plus éminents enseignent au nouveau Collège de France.
Mais ardemment catholique, Paris est fondamentalement hostile à la Réforme : les passions religieuses divisent la cité à partir de 1534 entre catholiques et protestants. Le peuple massacre les huguenots à la Saint-Barthélemy en 1572, se range dans le camp catholique de la Ligue, se soulève à l’annonce de l’assassinat de son chef, le duc de Guise en 1588, et proclame la déchéance du roi Henri III. Henri IV n’entre à Paris qu’après avoir abjuré sa foi protestante.
Elevant au plus haut point la monarchie absolue et centralisatrice, les Bourbons encouragent l’embellissement de la ville. Lors de son règne au début du 17è siècle, Henri IV poursuit le Louvre et le château des Tuileries commencé par Catherine de Médicis, ce qui va favoriser l’extension des beaux quartiers vers l’ouest parisien. Le monarque achève l’Hôtel de Ville et le Pont-Neuf, fonde un nouveau type de places géométriques et homogènes avec la place Royale (aujourd’hui place des Vosges) et la place Dauphine.
Le rayonnement culturel de la capitale se renforce sous Louis XIII avec la création de l’Imprimerie royale en 1620, du Jardin des Plantes et de l’Académie française. Louis XIII crée de nouvelles fortifications rive droite (actuels grands boulevards) pour permettre à la ville de s’agrandir : de nouveaux quartiers remplacent la campagne dans le faubourg Saint-Honoré, l’île Saint-Louis, le Marais, le Faubourg Saint-Germain. Richelieu se fait construire le Palais-Cardinal (aujourd’hui Palais-Royal), Marie de Médicis déménage au palais du Luxembourg.
Pendant la minorité de Louis XIV, Paris est affectée par les troubles de la Fronde. En fait, le peuple parisien se retire rapidement de cette guerre de grands seigneurs.
Mais le Roi-Soleil n’oublia jamais qu’il avait dû fuir, encore enfant, la capitale. Il bouda Paris et s’installa à Saint-Germain, puis à Versailles en 1680. Avec ses 500 000 habitants, Paris resta cependant le centre de la vie intellectuelle et ne cessa de s’embellir : Les constructions majestueuses se poursuivirent sous l’autorité de Colbert, qui fit appel à de grands architectes comme François Mansart et Claude Perrault.
De la fin du 17è siècle datent la colonnade du Louvre qui marqua l’avènement du style classique par opposition au baroque italien, les Invalides, l’Observatoire, l’hôpital de la Salpêtrière, le Collège des Quatre-Nation (aujourd’hui l’Institut), les Portes Saint-Denis et Saint-Martin, les places royales Louis-le-Grand (Vendôme) et des Victoires, les jardins des Tuileries, la manufacture des Gobelins. Cette opulence architecturale contrastait fortement avec le Paris populaire surpeuplé et misérable.
Le siège du gouvernement resta à Versailles jusqu’à la fin de l’Ancien Régime. Cette distance contribua d’ailleurs à rendre la monarchie étrangère aux évolutions de son peuple.
