La Renaissance, marquée par le roi et sa cour résidant dans le Val de Loire, ne bénéficie donc guère à Paris. Malgré son éloignement, la monarchie s’inquiète de l'expansion désordonnée de la cité. Une première règlementation d’urbanisme est édictée en 1500 à propos du nouveau pont Notre-Dame, bordé de maisons uniformes de brique et de pierre de style Louis XII[c 2].
En 1528, François Ier fixe officiellement sa résidence à Paris. Le rayonnement intellectuel s'accroît : à l'enseignement de l'université (théologie et arts libéraux) s'ajoute un enseignement moderne tourné vers l'humanisme et les sciences exactes voulu par le roi, au Collège de France. Sous son règne, Paris atteint 280 000 habitants et reste la plus grande ville du monde chrétien[s 10].
Plan de Paris en 1787 par Brion de la Tour.Le 24 août 1572, sous Charles IX, est organisé le massacre de la Saint-Barthélemy. On compte entre deux mille et dix mille victimes[f 11]. La Ligue catholique, particulièrement puissante dans la capitale, se dresse contre Henri III durant la Journée des barricades en 1588. Ce dernier s'enfuit avant d'assiéger la ville[f 12]. Après son assassinat, le siège est maintenu par Henri de Navarre, devenu Henri IV. La ville, pourtant ruinée et affamée, ne lui ouvre ses portes qu'en 1594 après sa conversion (occasion du célèbre mais apocryphe « Paris vaut bien une messe. »).
La Journée des barricades (1648) marque le début de la Fronde qui provoque une importante crise économique et une nouvelle défiance du roi vis-à-vis de sa capitale[f 13].
Malgré une mortalité supérieure aux naissances, la population atteint les 400 000 habitants grâce à l'immigration provinciale. Paris est une ville misérable où règne une forte insécurité, la légendaire cour des miracles est progressivement vidée à partir de 1656 par le lieutenant-général de police Gabriel Nicolas de La Reynie[50].
Louis XIV choisit Versailles comme résidence en 1677, avant d'y déplacer le siège du gouvernement en 1682. Colbert prend en main la gestion parisienne et fait la navette entre Paris et Versailles. Durant son règne, le Roi Soleil ne vient que vingt-quatre fois à Paris, essentiellement pour des cérémonies officielles, marquant ainsi envers la cité une hostilité que n'apprécient guère les Parisiens[f 14].
Au XVIIIe siècle, Versailles ne dépossède pas Paris de son rayonnement intellectuel ; au contraire même, elle en fait une puissante frondeuse ouverte aux idées des Lumières. C'est la période des salons littéraires, comme celui de madame Geoffrin. Le XVIIIe siècle est aussi celui d'une forte expansion économique qui permet une importante croissance démographique, la ville atteint 640 000[51] habitants à la veille de la Révolution française.
En 1715, le régent Philippe d'Orléans quitte Versailles pour le Palais-Royal. Le jeune Louis XV est installé au palais des Tuileries pour un retour, éphémère, de la royauté dans Paris. Dès 1722, Louis XV retourne au château de Versailles rompant la fragile réconciliation avec le peuple parisien[f 15].
La ville s'étend alors à peu près sur les six premiers arrondissements actuels, le jardin du Luxembourg marquant la frontière occidentale de la ville. Louis XV s'intéresse personnellement à la ville en 1749 lorsqu'il décide l'aménagement de la place Louis XV (actuelle place de la Concorde), la création de l'école militaire en 1752[52], et surtout la construction d'une église dédiée à Sainte