五代初期，军阀刘仁恭在这里建立地方政权，称燕王，后被后唐消灭。北宋初年宋太宗在高梁河（今北京市海淀区）与辽战斗，北宋大败，对燕云十六州从此望眼欲穿；辽于会同元年（938年）起在北京地区建立了陪都（以此为起点计算北京建都史，至2009年，则为1071年），号南京幽都府，开泰元年改号析津府。由此,自公元938年起,地处今北京城西南广安门一带的幽州,被升格为辽国的陪都,被称为“南京析津府”,也称“燕京”，北京城的别称“燕京”,即始于这时。随即，太宗诏以皇都为上京，改原南京(今辽宁辽阳)为东京，升幽州为南京(也称燕京)，此后，南京就成为辽五京之一(另二京为中京大定府、西京大同府)，北京从中原王朝的边疆重镇而一变成为北方游牧民族王朝的陪都，拉开了北京成为政治中心的序幕，揭开了它历史上崭新的一页 。

　　贞元元年（1153年），金朝皇帝海陵王完颜亮正式建都于北京（以此为起点计算北京建都史，至2010年，则为857年），称为中都，在今北京市西南，金贞祐二年(1214年)金宣宗迁往北宋故都“南京开封府”。

　　元朝统一了全中国。蒙古大汗国改名中国元朝，自元朝起，开始成为全中国的首都。元朝时的北京称为元大都。元大都成为全中国的交往中心，北到岭北行省，东到努儿干征东元帅府（治所黑龙江下游），西到西藏地方，南到海南，都在此交流。此后明朝在大部分时间内和清朝的都城均建立于此，明朝从永乐年间，明成祖朱棣为了便于加强北方边防，保卫北方安全，将都城迁至北京。从那之后，北京成为了明朝的新都城。成吉思汗麾下大将木华黎于1215年攻下北京，遂设置燕京路大兴府。元世祖至元元年改称中都路大兴府。至元九年，中都大兴府正式改名为大都路（突厥语：Khanbalik，意为“汗城”，音译为汗八里、甘巴力克）。据马可波罗游记叙述：元人笃信佛，象为佛教祥兽，当时大都常有象只漫步。

　　明朝初年，以应天府（今南京）为京师，大都路于洪武元年八月改称为北平府，同年十月应军事需要划归山东行省。洪武二年三月，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，现在的北京也从此得名。北京城秩序井然，繁荣安乐。永乐十九年正月，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。

　　清兵入关后即进驻北京，亦称北京为京师顺天府，属直隶省。