。隋炀帝时，都城从长安迁到洛阳。唐代的高宗和武则天经常住在洛阳，当时人称长安、洛阳为“东西二京”，二者地位不相上下。
唐中叶安史之乱以后，洛阳遭到严重破坏，保存下来的建筑物不到1/10，开始趋于衰落。五代时虽有后梁、后唐、后晋(约不到二年)建都于此，仍十分衰蔽。北宋时，洛阳一度有所恢复，成为北宋学术文化中心。但北宋灭亡以后，洛阳便一天天衰落下去。
长安、洛阳衰落以后，在洛阳东边的开封继之而起，成为统一王朝的都城。
早在战国时期，开封就是闻名天下的都城了，那就是前一节提到的魏都大梁。秦始皇二十二年(公元前225年)秦军水淹大梁，大梁遭受了毁灭性的打击。此后一直到隋代，开封仅仅是一个州县小城。
隋代统一全国以后，隋炀帝为了获得江淮流域丰富的物产，开凿了沟通南北的大运河。开封位于大运河和黄河交汇处，南来的船只一般要在开封附近转入黄河，开封发展为四通八达的交通枢纽。唐中后期，随着朝廷对南方经济依赖程度的加深，开封的地位不断上升。
五代时期，后梁朱全忠首先在开封建都，数年后再迁都洛阳。此后，后晋、后汉、后周相继在这里建都。这四个小朝廷在此建都的时间都不长，总共才33年。因当时战乱频仍，除后周增筑外城初步奠定开封城市规模以外，开封的发展并不大，依旧和唐代的规模差不多。不过，由于五代的大部分时间都建都在开封，长安和洛阳逐渐衰落，开封已成为北方的政治中心。公元960年北宋定都于此，开封成为全国政治经济文化中心，进入了它的黄金时代。
北宋对开封进行了大规模的修建。由于开封地处平原，为四战之地而无山川之险，北宋统治者特别重视开封城的营建。开封城采用城中套城的形式，从里向外分为三重，即宫城、里城和外城。宫城周长五里，居全城之中，主要建筑物基本上对称，排列非常整齐。里城周长20里，是商业区和居民区。外城周长48里，也为居民区和商业区。外城是军事防御的第一道防线，因而城墙坚固雄伟，城上每百步还设马面、战棚等守城设施。城外护城河宽50步，深1丈5尺，通过市区的河道水门都专设有铁窗门以加强防守。城市街道和城门相配合。主要干线称为御路，共有4条，由此分出许多分支，纵横交错成棋盘形，通到各个城门，构成四通八达的市内交通网络。居民区分厢和坊两级，共分成八厢，下辖120坊。街巷每300步设军巡捕一所，有士兵五六人，负责夜间巡逻、防火和治安。
开封是水陆都会，交通便利。金水河、五丈河(广济渠)、蔡河、汴河(宋代对大运河的称呼)等四条河流穿城而过，分别通往江南、山东和河南中部，航运十分便捷，各方物资源源不断集中到开封城里。特别是汴河更加显得重要，当时人说，汴河“漕引江湖，利尽南海，半天下之财赋，并山泽之百货，悉由此路而进”(《宋史·河渠志》)。即不仅江南，而且远至南海的物资都由此水路运到开封，所覆盖的范围已占宋代领土的一半左右。由于位居华北，是南来北往的陆路中心，陆上交通也很方便。
开封人口众多，约百万以上。商业极其繁荣，有两万多户人家以经商为业，仅在政府登记的店肆就达6400多户，资产10万以上者比比皆是，最多可达百万。此外，还有许多集中的贸易市场。饮食服务行业尤为发达，各种各样的酒楼、饮食店、茶坊鳞次栉比。宋徽宗时翰林画师张择端画的不朽画卷《清明上河图》，正是当时开封街市上纷然杂陈的繁荣景象的生动写照。开封的手工业也极其繁荣，门类众多，军器、瓷器、织锦、印刷、酿酒和刺绣一向闻名，在全国占有重要地位。工人人数也为以前历代首都所不及，仅官营手工业作坊的工匠就达八万人以上。
开封文化非常发达。除太学外，还有律学、武学、算学、书学、画学、医学等各类专门学校。国家图书馆崇文院等珍藏着来自全国各地的图书数十万卷，不仅为统治者服务，也为私人著述提供了方便。宋代著名的文学家欧阳修、苏轼等人，都在开封写了许多脍炙人口的散文和诗歌。卷帙浩繁的宋代四大类书《太平广记》、《太平御览》、《册府元龟》、《文苑英华》，都是这时由政府组织在开封编写的。宋代是我国历史上科学比较发达的时代，当时一些先进的科学仪器和武器，例如苏颂的水运仪象台(一种用水推动机轮来运转的天文仪器)，世界上较早用火药制成的武器火药箭，都首先产生在开封。
北宋建都开封，历经九帝共168年。靖康二年(公元1127年)金军攻占开封，城市惨遭破坏。汴河航运中断，河道逐渐湮塞，此后，开封每况愈下。金代和明代都曾一度设开封为陪都，金末甚至迁都开封，但由于战争特别是黄河的多次泛滥，不仅破坏了自然环境，也影响了开封的经济发展，开封城再也未能重现往日的光彩。
开封衰落以后，北京继之而起，成为全国的政治中心。自元代至元四年(公元1267年)元朝迁都于此，北京开始成为元、明、清三朝首都(除明初)，建都达591年。此外，十六国时期前燕曾都此八年，辽代以此为陪都，金贞元元年(公元1153年)以后迁都于此，直至贞祐二年(1214年)迁都开封。如果再往前追溯，北京作为都城的历史，可以追溯到公元前11世纪燕国的都城蓟。
北京位于华北平原边缘，东、南为平原，西、北属山地，居华北平原、东北地区和蒙古高原三大区域连接部。顺华北平原南下，可以到达中原地区；沿燕山山麓东走，可以到达东北的林海雪原，那里历史上是女真、满等边疆民族生活的地区；越长城北上，可以到达蒙古大草原，那里历史上是匈奴、鲜卑、蒙古等边疆民族的家园。在历史上，由于各种错综复杂的原因，边疆民族的政权与中原王朝经常发生冲突和战争。因此，北京既是边疆民族政权南下的桥头堡，也是中原王朝抵御周边民族军队的重镇。一旦边境局势缓和，北京又成为各族经济文化交流的中心。在这种背景下，北京的地位日益上升。
秦统一以后，北京一直是中原王朝的北部重镇。秦始皇在其北边重筑了燕长城，派兵驻守。隋炀帝、唐太宗东征高句〔gou沟〕丽时都在这里驻扎过。十六国时，来自辽河流域的前燕曾在此定都数年。
辽金时代北京进入了它的历史转折时期。今天津海河、河北省拒马河和山西内长城一线以北地区，在宋辽对立时期属辽的统治范围，称燕云十六州，北京就是燕云十六州的中心，称为南京析津府，为辽朝的陪都之一。城市方圆36里，分为26坊，工商业都具有一定的规模，还建造了许多著名的佛教建筑。
金代女真人势力达到淮河北岸和秦岭北坡，统治着小半个中国。为便于统治，他们把都城从偏北的会宁府(今黑龙江阿城市南)迁到了北京，称为中都。金在中都城进行了大规模建设。中都城在改造和扩建时参照北宋首都开封的规制，城凡三重，最外面的大城在东、西、南三面都比旧城有较大的扩展。大城周长37里，略成方型，每边各有三个城门。大城中部的前方为皇城，皇城之内又有宫城。大城北门以南为全城最大的市场，各种海陆百货云集，街道宽阔整齐，宫殿富丽堂皇，居民据说达22万多户，俨然是一座大城了。城外的许多地方，例如城西的同乐园、城东北的琼华岛，都建成美丽的风景区。横跨南郊永定河上的著名的卢沟桥，也在金代建成。
金贞祐三年(公元1215年)，蒙古军攻入中都城并将其一把火烧毁。当元中统元年(公元1260年)世祖忽必烈来到这里时，触目所见的只是“瓦砾填塞，荆棘成林”的一派荒凉景象。但是，元世祖怀着统一中国的雄才大略，还是决定定都北京。
元代北京称大都，又叫“汗八里”，即“大汗之城”的意思。城分大城、皇城和宫城三部分，大城周长28.6公里，南北略长，呈长方型。皇城内有三座主要的宫殿，即兴圣宫、隆福宫和宫城。兴圣宫是皇太后的宫殿，隆福宫是太子的宫殿。宫城又称大内，是皇帝居住的地方，是今天故宫的前身。在大城的平面图上，有一条明显的南北向中轴线，贯穿整个宫城的中心。元大都规划整齐，井然有序，宫殿富丽堂皇，殿宇楼台美丽深邃，金碧流辉，是辽、金时代无法相比的。为了满足对南方物资的需要，元代还开挖了自杭州北上，经过今山东和河北，直到中都城下的运河(即今京杭大运河前身)。
明初称这里为北平。朱元璋死后数年，原分封在北平的藩王朱棣率兵南下，推翻朱元璋的继承人建文帝，自己称帝(即明成祖)，开始准备迁都北平。永乐元年(公元1403年)改称北京顺天府，十九年正式迁都北京。明代花了15年的时间，对元代的大都城进行了重大改造。在元大内的旧址稍南，大规模改建了紫禁城和皇城，周围加凿了护城河。此外，还兴建了规模宏大的天坛、山川坛(后改称先农坛)和分布在东、西、北三郊的日坛、月坛和地坛，基本奠定了北京旧城的基础。清代完全沿袭了明朝的北京城，没有什么大的变动，但清朝花了大量的人力物力，在北京西郊营建了规模空前、华丽非凡的颐和园、圆明园等离宫建筑群。
元、明、清三代，北京的经济、文化十分繁荣。意大利旅行家马可·波罗在《马可·波罗游记》中用生动的语言介绍元大都情况，他说“你们必须知道，那里有一个又大又繁华的古城叫作汗八里”，城市商业发达，货物众多，“外国巨价异物之输入此城者，世界诸城无能与比”。明清时，北京是全国首屈一指的繁华都市。店铺众多，来自各地的货物应有尽有。清代宣武、正阳、崇文三门外最为繁华，富商巨贾多在此经营工商业，货行会馆林立，小商摊贩蜂攒蚁聚，酒楼茶肆鳞次栉比。
北京也是当时闻名中外的文化名都。明代北京国子监学生最多的时候达万余人。我国最大的类书《永乐大典》，最大的丛书《四库全书》就是在这里编撰的。北京是古代著名的戏剧形式元杂剧成长的摇篮，民族文化的瑰宝京剧也诞生在这里。著名的科学家郭守敬在这里进行科学研究，杰出的戏曲家关汉卿、伟大的文学家曹雪芹都在这里写出了传世之作。
从明朝初年朱元璋定都南京到永乐十九年(公元1421年)朱棣正式迁都北京，南京担任过53年的统一王朝的都城。在五大古都中，南京担任统一王朝都城的时间远比其他古都短。但是，在明以前，南京曾长期担任过南方割据政权的都城。
我国南方地域广大，历史上以成都平原和长江中下游平原经济发展较早。南京正处于长江中下游平原边缘，东距长江入海口只有三四百公里，北入淮河流域与华北平原相接。北面沿长江一带及东郊、南郊低山丘陵起伏，对市区形成三面环抱的地理形势。东汉末年，刘备曾到过秣陵(今江苏南京市以南)，看见这一带江山雄秀，于是劝孙权以此为统治中心。后来孙权定吴国国都于此，称之为建业，南京开始跨入古都行列。
西晋末年，中原大乱，部分皇室南迁，晋元帝司马睿〔rui瑞〕在南京建立东晋王朝，与北方的十六国政权相对抗，并改建业为建康。以后，继东晋而起的宋、齐、梁、陈四个王朝(称为南朝)也以建康为都城。孙吴、东晋和南朝合起来共有六个朝代，史称六朝，在此建都共330年。
孙吴建过两个建业城，第二个建业城周长20里左右，城南修青溪、运渎〔du读〕二河，与秦淮河相通。又挖了破岗渎，将建康和富庶的太湖流域相联系。城内建有华丽的宫城，布局大体仿照东汉洛阳城规模。由于位居北方的长安、洛阳两大古都在战争中遭到严重破坏，建康在安定中得到发展，成为当时全国最繁荣的城市。东晋南朝时除了把土城墙改为砖城墙，修六个城门，扩建了皇宫外，基本上保持建业城原貌。
梁武帝时(公元6世纪初)，建康发展到鼎盛阶段，人口有28万户，为全国第一大城和江南经济中心。宫城加筑为三重，市区的范围也日益扩大，达40里之广。文化很发达，产生过许多优秀的思想家、文学家和艺术家。此外，祖冲之的精确圆周率的计算和指南车的制造，也是在建康城完成的。佛教建筑众多，号称“南朝四百八十寺，多少楼台烟雨中”。
经过东魏大将侯景和隋军先后进攻建康恣意毁坏，从而彻底毁灭了建康城，只留下小小的石头城作为蒋州治所。加之长江两岸地区的商旅往来都走扬州一京口(今江苏镇江市)一线，南京长期萧条，地位下降。五代十国时，南唐国(今江苏、江西和安徽一带)在此建都，进行一定规模的建设，南京重新得到发展。
明前期定都南京不过50多年，却是南京发展的黄金时期。朱元璋动用江南人民的人力物力，花了21年的时间修成南京城墙。城墙全部用砖石砌筑，夹缝中灌以糯米汁和石灰、桐油的混合液，以加强黏合力，因而极为牢固。城墙全长67