Article détaillé : Siège de Paris (845).
Les comtes de Paris, de la dynastie héréditaire des Robertiens, ont fort à faire : dès 856-857, ils reviennent et incendient toutes les églises à l'exception de Saint-Denis, Saint-Étienne et Saint-Germain-des-Prés au prix d'une forte rançon. Mais ils s'emparent pourtant de cette dernière en 858. En 861, l'abbaye et la ville entière sont incendiées. En 865-866, c'est Saint-Denis qui est victime d'un incendie. Enfin en 869, ils pillent à nouveau Saint-Germain-des-Prés. En 870, le roi décide d'organiser la défense de la ville : en 885, Gozlin, l'évêque de Paris, fait réparer la muraille gallo-romaine juste avant une nouvelle attaque et la population se réfugie dans l'île de la Cité38. La rive gauche est entièrement détruite par les Normands lors de cette nouvelle attaque en 885 lors d'un siège d'un an. Les raids ne prennent fin qu'avec le traité de Saint-Clair-sur-Epte conclu en 911.
Article détaillé : Siège de Paris (885-887).
Denier de Hugues Capet, « duc par la grâce de Dieu » (Dux Dei Gratia), atelier de Paris (Parisi Civita), fin du Xe s.
Quand la couronne échoit aux Capétiens en 987, Paris est une des deux grandes villes de leur domaine personnel avec Orléans mais les rois séjournent plutôt dans cette dernière. Leur ancêtre Eudes s'était illustré en la défendant face aux Vikings. Hugues Capet fixe sa résidence dans l'Île de la Cité mais séjourne peu à Paris. En revanche, son fils et successeur Robert le Pieux réside fréquemment à Paris confortant sa prééminence et son rôle de capitale. Il fait restaurer le palais de la Cité et les abbayes, la ville devient alors un important centre d'enseignement religieux au début du xie siècle.
Après Saint-Germain-l'Auxerrois et Saint-Gervais, les premières agglomérations de la rive droite s'établissent au xie siècle sur d'autres éminences insubmersibles : Saint-Jacques-la Boucherie (le percement de la rue de Rivoli en 1854 a nécessité l'arasement de cette butte), Saint-Merri à partir d'un ermitage fondé à la fin du viie siècle, plus au nord Saint-Martin-des-Champs autour d'une collégiale fondée en 1060 sur le site d'une basilique datant du vie siècle ou du viie siècle.
L'urbanisation se développe à partir de ces noyaux qui sont protégés au xie siècle par une enceinte qui les englobe (sauf Saint-Martin éloigné). Ce développement s'exerce dans le cadre du droit féodal, le territoire étant divisé en fiefs détenus par des seigneurs laïques et ecclésiastiques qui mettent en valeur leur domaine agricole par acensement , particulièrement au cours du xiie siècle et du xiiie siècle pour créer de nouveaux quartiers, notamment le bourg Saint-Martin-des-Champs, la Ville-Neuve du Temple et celui des Halles.
Le pouvoir royal se fixe progressivement à Paris à partir de Louis VI (1108-1137) et plus encore de Philippe Auguste (1179-1223). La cour s'y fixant, Paris devient définitivement la capitale du royaume. La rive gauche de la ville n'est véritablement reconstruite qu'au xiie siècle. À la même époque, la rive droite est constituée de quatre quartiers : le quartier de Grève (Saint-Gervais), le Châtelet, les Halles et Saint-Germain-l'Auxerrois. Le quartier de Grève s'étendait alors jusqu'à l'église Saint-Merri.
Grâce à sa position privilégiée sur les grands itinéraires commerciaux, c'est l'activité marchande qui donne son essor à la ville, l'ample courbe du fleuve constituant une série de commodes ports naturels. La rive droite devient le débouché des grandes routes commerciales : le blé entre par la rue Saint-Honoré, les draps du Nord par la rue Saint-Denis et le poisson de la mer du Nord et de la Manche par la rue des Poissonniers. L'importance de son marché, en liaison avec la foire du Lendit à Saint-Denis, nécessite de la place et son établissement dans un lieu plus dégagé que l'île de la cité : Louis VI l'installe vers 1137 au lieu-dit Les Champeaux, les petits champs ; les Halles de Paris y restent durant plus de huit siècles. En 1121, il accorde le privilège des marchands d'eau. Celui-ci est confirmé et étendu par son fils Louis VII: les marchands parisiens reçoivent le monopole de la navigation fluviale entre Mantes et Paris.
Vestige de l'enceinte de Philippe Auguste, dans le Marais.
En 1163, l'évêque Maurice de Sully entreprend l'édification d'une cathédrale digne du siège du pouvoir royal et épiscopal à l'emplacement de deux églises mérovingiennes : la première pierre de la cathédrale Notre-Dame est posée en présence du roi Louis VII. Le premier palais épiscopal de la ville est édifié au sud de l'édifice. L'évêque est à l'origine de la création au cours du xiie siècle de 14 paroisses dans l'île de la Cité par division de la paroisse unique de la cathédrale46. Au cours des xiie siècle et xiiie siècle, au fur et à mesure de l'extension de la ville sur les deux rives, des paroisses sont créées à l'initiative de l'évêque et des abbayes. Paris compte 32 paroisses vers 1300.
Ces fondations paroissiales s'accompagnent de la construction d'églises, parmi lesquelles Saint-Eustache, Saint-Leu-Saint-Gilles, Saint-Nicolas-des-Champs, Saint-André-des-Arts (démolie en 1807), Saint-Nicolas du Chardonnet.
Une enceinte est construite par Philippe-Auguste pour protéger la ville en pleine expansion sur ses deux rives, en particulier de la menace que constitue le roi d'Angleterre : elle ceint l'agglomération de la rue Étienne-Marcel à la rue de l'Estrapade et de la nouvelle forteresse du Louvre aux Fossés-Saint-Bernard. Par la suite, Paris s'étend alors surtout sur la rive droite.
Recueil des ordonnances de la prévôté des marchands de Paris, 1416, par Charles VI.
À cette époque, les écoles épiscopales entourant le cloître Notre-Dame ont acquis un grand renom pour la qualité de leur enseignement. Mais maîtres et élèves cherchent à se soustraire de la tutelle de l'évêque et à créer des écoles indépendantes : ces nouveaux lieux d'enseignement sont implantés sur la rive gauche. Après d'âpres difficultés avec l'évêque et le roi, ils choisissent de se placer sous le patronage du pape Innocent III et fondent une organisation de défense, l'Universitas, reconnue en 1209-1210. L'Université de Paris obtient le droit de sceller de son propre sceau en 1252, ce qui marque son indépendance. Le renom de l'université attire très vite des étudiants venus de l'occident chrétien tout entier ; ils se rassemblent en « collèges » selon leurs origines.
Plan de Paris en 1223.
L'importance de la ville augmente, tant sur le plan politique et financier que marchand. En à peine six ans, Saint Louis édifie la Sainte Chapelle afin de recevoir la couronne d'épines du Christ (1242-1248). Les organes centraux du gouvernement ayant leur siège à Paris, le roi souhaite conserver le contrôle de la ville et refuse de lui accorder une charte de commune ; néanmoins, il concède des privilèges de bourgeois du roi et accorde des faveurs à la hanse des marchands de l'eau qui s'impose ainsi avec d'autres corporations comme un pouvoir politique. Il obtient de ce fait un siège social, le parloir des marchands, un tribunal de commerce et le droit de lever l'impôt. En 1258, Saint-Louis ôte la prévôté des mains des marchands et la confie à un proche, Étienne Boileau. En 1263, la hanse des marchands élit une première municipalité composée d'un prévôt des marchands, dont on ignore le nom.
L'ordonnance de 1263 assure une bonne monnaie. Saint-Louis installe au Temple une commission financière chargée du contrôle des comptes royaux, renforçant la structure mise en place en 1190 par son grand-père Philippe Auguste, dessinant la future Cour des Comptes.
Le prévôt de Paris, Étienne Boileau organise et codifie en 1268 les métiers de la capitale en rédigeant le Livre des métiers.
En 1280, la Seine déborde. Gilles Corrozet écrit48 : « L'an mil deux cens quatre vingts, la riuière de Seine fut si grande à Paris, qu'elle rompist la maistresse arche du Grand Pont, vne partie du Petit Pont & encloyt toute la ville, qu'on n'y Pouuiot entrer sans basteau. En ce temps y eut discord entre les escoliers Picards & Anglois estudians à Paris ».
Vers 1328, la population parisienne est estimée par les historiens à environ 200 000 habitants, ce qui est considérable et en fait la cité la plus peuplée d'Europe, devant Venise (100 000 habitants env.), Londres ne comptant alors que 40 000 à 50 000 habitants49 et Moscou moins de 40 000. La ville abrite, en 1292, 2 000 orfèvres, soit un habitant sur cent ! À la même époque, Sienne, grand centre urbain médiéval, ne compte que 500 orfèvres en comparaison.
Mais en 1348, la Peste noire décime la population. Au xive siècle, l'enceinte de Charles V (1371-1380) englobe l'ensemble des actuels 3e et 4e arrondissements et s'étend du pont Royal à la porte Saint-Denis (emplacement de l'actuelle rue d'Aboukir).
De la guerre de Cent ans à la Renaissance
Représentation du « vieux Paris » devant la tour Eiffel à l'exposition universelle de 1900.
La guerre de Cent Ans, est une période de mutation où le modèle féodal ne permet plus de répondre au besoin de la société. La société plus commerçante et artisanale de la fin du Moyen Âge nécessite une modernisation de l'État, ce qui implique l'instauration d'une fiscalité à l'échelon du Royaume. Ceci ne peut se faire qu'avec l'approbation de la société et les rois depuis Philippe le Bel recourent aux états généraux. Évidemment les tentatives de mise en place de l'impôt soulève des réticences et apparaît un parti réformateur qui souhaite un parlement contrôlant les finances de l'état comme cela se fait déjà en Arragon, en Navarre ou en Angleterre. La capture du roi Jean le Bon à la bataille de Poitiers (1356) va donner l'occasion au parti réformateur mené par Étienne Marcel, Robert le Coq et Charles le Mauvais de faire valoir ses vues, instituant une monarchie contrôlée par la grande ordonnance de 1357. Mais le risque de voir Charles le Mauvais prendre le pouvoir au détriment des Valois conduit le dauphin Charles V à contrer cette évolution. Le prévôt des marchands Étienne Marcel tente de faire passer ses idées en forces via l'insurrection du 22 février 1358. Mais il va trop loin et l'assassinat des maréchaux entraîne le ralliement de la noblesse derrière le Dauphin qui assiège la ville. Ayant recours à des mercenaires anglais pour défendre la ville, Étienne Marcel et Charles de Navarre se discréditent et sont soupçonnés de vouloir livrer la ville à l'ennemi. Étienne Marcel est assassiné le 31 juillet 1358 et le dauphin fait une entrée triomphale le 2 août 1358.