Au XVI^e siècle, Paris fut le théâtre des Guerres de religion. Les supplices de Berquin, d'Étienne Dolet, d'Anne du Bourg eurent lieu, comme des spectacles, place de Grève ou place Maubert. La Renaissance se fit sentir dans la capitale, particulièrement par la création du Collège de France, la reconstruction de l'Hôtel de Ville et celle du Louvre. La première pierre du nouvel Hôtel de Ville fut posée en 1533; on n'a pas encore éclairci définitivement le point de savoir si le principal architecte en fut Le Boccador ou Pierre Chambiges; il ne fut achevé qu'en 1628.

La cinquième enceinte. (du milieu du XVI^e siècle au milieu du XVII^e siècle, puis à 1784). 

Des travaux de fortifications et d'agrandissement de Paris furent entrepris au milieu du XVI^e siècle. L'enceinte de la rive droite fut reculée à partir de la porte Saint-Denis, de façon à englober les Tuileries, la butte des Moulins et la butte Saint-Roch; mais le mur bastionné commencé sous Henri Il et continué sous Charles IX ne fut repris qu'en 1633 et terminé en 1636. Au Sud-Ouest, une tranchée fut creusée sous Henri II, Charles IX et Henri III; mais on en connaît mal le tracé; elle semble avoir suivi à peu près, les touchant presque, les rues actuelles du Bac, de Sainte-Placide et de Notre-Dame-des-Champs. A la suite de la mort tragique de Henri II (1559), Catherine de Médicis abandonna le palais des Tournelles qui fut démoli et fit construire les Tuileries, puis l'hôtel de Soissons (1572). 
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L'ancien hôtel de Soisson, sur l'emplacement de l'actuelle Bourse du Commerce.

Après les journées de la Saint-Barthélemy (24, 25 et 26 août 1572) et la formation de la Ligue, la capitale est organisée militairement; il y a dans la ville 5 circonscriptions ayant chacune un colonel et quatre capitaines et, au point de vue municipal, la direction supérieure est confiée à un conseil, dit conseil des 16, à cause du nombre des quartiers, qui ont alors aussi leurs comités. Paris, qui refuse enfin de donner de l'argent à Henri III, acclame le duc de Guise et se révolte; c'est la journée des Barricades (12 mai 1588). En fait, la municipalité est vaincue avec le roi, parce que déjà à cette époque elle était passée sous sa dépendance. Le premier siège de Paris, par Henri III, ne dura que quelques jours (30 juillet - 16 août 1589), ayant été levé après l'assassinat de ce prince. Le second, commencé par Henri IV le 8 mai 1590, un coup de main sur les faubourgs de la rive gauche,  le 1^er novembre 1589, n'ayant pas abouti, dura jusqu'au 30 août. Paris que défendait le duc de Nemours reçut des renforts, et le siège fut encore une fois levé. 

Ce siège est célèbre par les privations extrêmes que durent subir les assiégés et même par ses horreurs; on aurait fait une sorte de pain avec les os des cadavres, et des mères en auraient été réduites à manger leurs enfants morts de faim. Henri IV, qui ne put surprendre Paris ni le 10 septembre 1590, ni le 20 janvier 1591, à la journée dite des Farines, n'entra dans la capitale que le 22 mars 1594 à la suite d'une convention. Pendant qu'il luttait contre les protestants, Paris n'avait pas cessé d'être agité par la faction des 16 et par les dissensions des partis politiques. 

Le siège de Paris par Henri IV. - Après la bataille d'Ivry (14 mars 1590), Henri IV, s'étant emparé de Melun, Corbeil, Montereau, Lagny, alla assiéger et bombarder Paris (8 mai). Il ne put atteindre que les faubourgs, les engins de guerre étant encore très primitifs. La ville, défendue par le duc de Nemours. était excitée par le légat du pape, l'ambassadeur d'Espagne et les moines ligueurs. C'est ainsi que, le 13 mai, une procession des 1300 prêtres, jacobins, cordeliers, carmes, etc., armés de hallebardes et de cuirasses, se rendit au tombeau de sainte Geneviève sous la conduite du recteur Rose. Une atroce famine sévit bientôt. On dut se nourrir de chiens, de chats, d'herbes, ou du pain de Madame de Montpensier, fabriqué avec les ossements des morts. Henri IV, apitoyé, laissa sortir les gens inoffensifs, et ses gentilshommes vendirent quelques vivres aux assiégés. Le 24 juillet, un assaut général le rendit maître de tous les faubourgs. Mais Alexandre Farnèse, duc de Parme, accourant des Pays-Bas, lança sur la Marne et la haute Seine une flottille qui ravitailla Paris et força Henri IV à lever le siège (30 août).

Sous Henri IV, Paris connut une période de paix. La place Royale, aujourd'hui place des Vosges, et la place Dauphine datent de son règne, comme aussi l'achèvement du Pont-Neuf et celui de l'hôtel de Ville commencé sous Henri III. Les prévôts des marchands, François Miron et Jacques Sanguin, prêtèrent au roi une aide précieuse pour les travaux d'édilité. Marguerite de Valois fonda le couvent des Petits-Augustins ; Marie de Médicis, l'hôpital de la Charité. Henri IV lui-même créa l'hôpital Saint-Louis et les Gobelins. 

Sous Louis XIII, avec l'achèvement de l'enceinte remaniée par Henri II, il faut signaler surtout les travaux de l'île Saint-Louis, formée de deux îles, île Notre-Dame et île aux Vaches, que l'ingénieur Marie entreprit de réunir (1614). Le Palais du Luxembourg, le Palais-Cardinal, puis Royal, datent de cette époque; les travaux de reconstruction de l'ancienne Sorbonne également; puis des établissements hospitaliers, l'Institut des filles de la Charité (1634), les Incurables, des établissements scientifiques, l'Imprimerie royale, le Jardin des Plantes, l'Académie française; des églises Saint-Paul-Saint-Louis, Notre-Dame des Victoires. Le faubourg Saint-Jacques se couvre de monastères devenus bientôt fameux, le Val-de-Grâce, Port-Royal, les Ursulines, les Feuillantines. Louis XIII mort, la Fronde commence peu après; Paris, qui veut soutenir les droits du Parlement et les siens, connaît une seconde journée des Barricades (26 août 1648); la cour s'enfuit et rentre dans Paris seulement le 18 août 1649. Mais la Fronde se continue par la révolte des grands seigneurs. En 1650, c'est Turenne qui amène les Espagnols presque aux portes de la capitale. En 1652, c'est Condé qui, faisant la guerre au roi; pénètre dans Paris, le jour du combat du faubourg Saint-Antoine, grâce au secours que lui apporté le canon de la Bastille, tiré par ordre de Mlle de Montpensier (2 juillet 1652). Des émeutes sanglantes y ont lieu; l'Hôtel de Ville est pris d'assaut le 4 juillet, et les désordres durent jusqu'au retour du roi (21 octobre 1652). 

De cette époque à la Révolution, Paris, que les souverains délaissent presque toujours, ne joue plus, au point de vue municipal, qu'un rôle assez effacé : le roi amoindrit du reste considérablement la municipalité parisienne en rendant ses charges vénales. Mais en même temps Paris prend encore plus d'éclat comme capitale de la France. Il avait reçu dès 1646 un notable agrandissement et était devenu une ville ouverte par le déclassement de ses remparts. Des boulevards furent tracés sur les glacis de l'ancienne enceinte au Nord, puis au Sud, mais sans rapport avec le périmètre des remparts. Une autre suppression; celle des justices particulières qui furent rattachées au Châtelet, simplifia beaucoup l'administration judiciaire (1674). D'autre part, la police, jusque-là confondue avec l'administration, fut organisée; elle forma un service à part, la lieutenance de police (1667). L'édit de décembre 1672, qui contient une confirmation nouvelle des ordonnances et coutumes de la prévôté des marchands, est resté en vigueur jusqu'en 1789. En 1702. Paris, qui formait toujours sous le rapport de l'administration purement municipale 16 quartiers, fut divisé en 20 quartiers de police. Le service de la voirie fut organisé ; on construisit des quais et des ports nouveaux; on pourvut à l'éclairage des rues par l'établissement de 6500 lanternes. Trois portes reconstruites devinrent de véritables arcs de triomphe : les portes Saint-Denis, Saint-Martin et Saint-Bernard. Les jardins des Tuileries et des Champs-Elysées, les places Vendôme et des Victoires, la colonnade du Louvre, l'Observatoire, le Val-de-Grâce, le collège des Quatre-Nations (ensuite Palais de l'institut), le pont Royal, prouvent l'activité artistique de cette période; plusieurs académies sont instituées; l'administration hospitalière s'organise; les séminaires des Missions étrangères et de Saint-Sulpice et l'Abbaye-aux-Bois sont fondés ou établis à Paris. La capitale fut aussi le centre, comme on sait, d'un mouvement littéraire des plus remarquables. Comme événements, il y a lieu de rappeler surtout que l'année 1709 vit à la fois un hiver rigoureux entre tous, une épidémie et une famine, et que les querelles du jansénisme marquèrent les derniers temps du règne de Louis XIV. Sous la Régence (1715-1722), Paris fut, au contraire, le théâtre de toutes sortes de fêtes, puis de la surexcitation causée par la banque de Law. Les scènes des convulsionnaires de Saint-Médard datent de 1727. 
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Kiosque de distribution de pain aux Tuileries pendant la famine de l'hiver 1709.

On commença en 1728 à user d'inscriptions indiquant le nom des rues, on numérota les maisons et on substitua aux lanternes des réverbères. Pendant le règne de Louis XV, on bâtit l'École militaire, l'Hôtel des Monnaies, la Halle au blé, et l'on entreprit la construction du Panthéon et de l'église de la Madeleine en même temps que celle de l'École de droit; on ouvrit aussi la place de Louis XV, dite ensuite de la Concorde. Le théâtre de l'Odéon fut construit sous Louis XVI en 1782. Le roi entretenait de bons rapports avec la municipalité parisienne; les fêtes données en son honneur à l'Hôtel de Ville en 1782, comme sous Louis XIV en 1687, méritent d'être rappelées. A la fin du XVIII^e siècle, l'élection du prévôt et des échevins, par une assemblée générale formée du corps de ville et de deux notables par quartier, n'est plus qu'un simulacre; en réalité, la nomination est faite par le roi.

Le prévôt, qui doit être né à Paris, est nommé pour deux ans, mais il est maintenu trois fois, les échevins sont nommés pour deux ans avec renouvellement annuel par moitié. Les 26 conseillers, dits conseillers du roi en l'Hôtel de Ville, sont hiérarchiquement subordonnés au Bureau de Ville; on les réunit dans les grandes circonstances; 10 sont des Officiers de cours souveraines et 16 sont des bourgeois. Les quartiniers, qui sont conseillers du roi depuis 1681, se réunissent au bureau et aux conseillers pour composer le corps de Ville. La surveillance des services municipaux est répartie entre les échevins et le procureur. En tant que juridiction, l'Hôtel de Ville ne connaît pas seulement des différends entre marchands pour faits concernant des marchandises arrivées par eau, il connaît aussi des rentes constituées sur la Ville et au criminel, des délits commis par les marchands en matière commerciale et par les officiers de police dans l'exercice de leurs charges. Ses appels vont au Parlement. Le prévôt de Paris n'a plus personnellement que des fonctions honorifiques; il est chef de la noblesse de toute la prévôté et vicomté et conservateur des privilèges de l'Université. 

Entre le chef réel de la police, le lieutenant général de police et le prévôt des marchands, il y a parfois rivalité d'attributions; c'est en vain qu'on a réglé par exemple que le lieutenant a l'inspection de tout ce qui concerne l'approvisionnaient de la ville par terre, tandis que la prévôté des marchands a la même inspection pour l'approvisionnement par eau. Mais le lieutenant est juge dans la généralité de Paris de la partie du contentieux administratif dont les intendants connaissent en province; il est devenu comme un intendant de Paris. Interviennent aussi dans l'administration municipale le secrétaire d'État de la maison du roi, le Parlement de Paris, le bureau des finances de la généralité. Le secrétaire d'État de la maison du roi, qui a Paris dans son département, transmet à la prévôté des marchands les arrêts du conseil qui la concernent en particulier, voit et autorise ses délibérations, contrôle son administration courante; il laisse aux soins du contrôle général les grandes affaires financières qui intéressent le Trésor royal (emprunts, loteries, rentes sur l'hôtel de Ville) et la vérification des comptes : c'est le ministre de Paris. 

Le Parlement conserve dans l'administration parisienne une influence permanente. Il a dans Paris ce qu'on appelle alors la grande police, c.-à-d. la surveillance de l'administration. Les principaux objets de la grande police sont la religion et les moeurs, l'instruction, les idées, la santé publique, l'approvisionnement de Paris. Il veille particulièrement aussi au régime hospitalier. Cela ne veut d'ailleurs nullement dire que le Parlement ait une action administrative prépondérante, car les détails d'exécution lui échappent, et son initiative est d'un caractère très vague. Le bureau des finances, a lui aussi, des attributions municipales sous le rapport de la voirie, et ces attributions, quoique restreintes, font double emploi avec celles de la police au point de vue de la surveillance, avec celles de la ville au point de vue des questions financières. Il ne pouvait résulter de cette mauvaise répartition des attributions que de perpétuels conflits entre les divers corps administratifs.