明朝初年，以应天府（今南京）为京师，大都路于洪武元年（1368年）八月改称为北平府，同年十月应军事需要划归山东行省。洪武九年（1376年），改为北平承宣布政使司驻地。燕王朱棣经靖难之变后夺得皇位后，于永乐元年（1403年）改北平为北京，是为“行在”（天子行銮驻跸的所在，就称“行在”）且常驻于此，如今的北京也从此得名。永乐十九年（1421年）正月，明朝中央政府正式迁都北京，以顺天府北京为京师，应天府则作为留都称南京，明仁宗、英宗的部分时期，北京还曾一度降为行在，京师复为南京应天府。
明清故宫清兵入关后即进驻北京，亦称北京为京师顺天府，属直隶省。[3]
清咸丰十年（1860年），英法联军打进北京并签订《北京条约》。
清光绪二十六年（1900年），八国联军再次打进北京，大量文物被侵略军和坏民劫掠。
辛亥革命后的民国元年（1912年）1月1日，中华民国定都南京，同年3月迁都北京，直至民国十七年（1928年）中国国民党北伐军攻占北京，张作霖败回东北，北洋政府下台。
民国伊始，北京的地方体制仍依清制，称顺天府。直至民国三年（1914年），改顺天府为京兆地方，直辖于中央政府北洋政府。这一时期，北京新建了有轨电车系统，和一批现代的文化教育机构，如北京大学、北京师范大学、燕京大学、辅仁大学、协和医学院等。
民国十七年（1928年）北伐战争后，由于蒋介石不重视北方边防，把首都迁到南京，撤销原京兆地方，北京改名为北平特别市。
民国十九年（1930年）6月，北平降格为河北省省辖市，同年12月复升为院辖市。民国二十六年（1937年）七·七事变后，北平被日本占领。伪中华民国临时政府在此成立，且将北平改名为北京。
民国三十四年（1945年）8月21日，入侵北京的日本军队宣布投降，第十一战区孙连仲部接收北京，并重新更名为北平。
北平和平解放1949年1月31日，傅作义与中国共产党达成和平协议，率领25万国民党军队投向正义，中国人民解放军进入北平市，实现对北京的解放。
1949年9月27日中国人民政治协商会议第一届全体会议通过《关于中华人民共和国国都、纪年、国歌、国旗的决议》，北平更名为北京。1949年10月1日，中华人民共和国中央人民政府在北京宣告成立。
1956年—1958年间，将河北省昌平、良乡、房山、大兴、通县、顺义、平谷、密云、怀柔、延庆等县划归北京市，形成今北京市行政区域。