1206年鐵木真被推為大汗，號成吉思汗，建立蒙古帝國。1215年蒙古軍攻佔中都後，廢除中都之名，恢復燕京舊稱，1264年，忽必烈下詔將燕京改稱中都，府名仍為大興，”燕京”之名從此廢用，1271年，忽必烈正式建國號”大元”，次年2月改中都為大都，並定國都於此，1279年元滅南宋，統一中國，大都遂成為統一的中國之首都。金中都城是在唐幽州城、遼南京城的基礎上擴建而成的，而元大都城則完全拋棄了舊的城基，在一片新拓的土地上建造起一座宏偉的城市。原因之ㄧ是因為中都城經過金末戰亂，宮殿城防遭到嚴重的破壞，1217年又發生大火災，加上中都蓮花河水系水量不足，不能滿足都城日常用水的需要，另選新址是為了找尋新的水源。最後選中了中都的東北郊作為新址，原因有三：1.此區是金朝宮苑太寧宮的舊址，環境優美；2.太寧宮內的瓊華島是中都一帶的”制高點”，在此處建城有”鎮壓”住前朝的用意；3.新城址可用西北山區的水源，與高梁河接通，引水入城，不僅可以滿足宮廷和居民用水，還解決了大都的漕運問題。主持大都設計規劃與施工的是劉秉忠。劉秉忠（1216-1274）在忽必烈取得汗位之前曾向他陳述”以馬上取天下，不可以馬上治”的道理，對忽必烈產生極大的影響。元朝建立後，劉秉忠身居太保，對定國號、立朝儀官制、營建大都城池與宮殿發揮了極為重要的作用。大都城於1267年正式興建，主要工程分為宮殿、城池、河道三項，初期主要進行宮殿建築，1274年大部分完工，然後修築城垣，1283年基本建成大城。現在，北京還保存幾段大都土城遺蹟，從馬甸到皇亭子一段殘垣是北城牆遺蹟，2003年在此建成”元大都城垣遺址公園”。北京歷史的發展，即使是歷經遼之陪都或是金的首都，其影響都未能涉及長江以南的地區，一直到蒙古人建立的元王朝在此定都，北京才真正成為整個中國的政治、文化中心，這種地位從元代開始一直延續到明清，並愈加鞏固。