En el siglo XIII se derriba la antigua catedral románica de la capital y, sobre su emplazamiento, comienza a erigirse en 1221 la actual Catedral de Burgos, uno de los exponentes más importantes del estilo gótico en España y Patrimonio de la Humanidad de la Unesco en 1984. En esta época también se construye el Monasterio de las Huelgas.
  Durante el Renacimiento (siglos XV y XVI) , coincidiendo con el reinado de los Reyes Católicos, Burgos vive su etapa de mayor esplendor;  se construyen grandes palacios, como la Casa del Cordón. El crecimiento demográfico también es importante durante este periodo, sobretodo en la capital. El periodo de prosperidad llega a su fin ante la crisis económica debido al deterioro de sus exportaciones y a la importancia que cobra el tráfico con el nuevo continente. La pérdida de los mercados de Europa y el traslado de la capital del reino a Madrid, suponen la decadencia de la ciudad que se prolongará hasta mediados del siglo XVIII, marcado por  las hambrunas y epidemias.
  La recuperación llega en el siglo XIX cuando,  tras la ocupación francesa, comenzó a tomar su actual forma (concretamente a partir de 1833, por Real Decreto). Burgos sufrió durante la Guerra de la Independencia la voladura del castillo y la desaparición de muchos de sus barrios antiguos adyacentes.
  Ya en la década de los cuarenta del siglo XX comienzan a instalarse las primeras industrias, aunque no sería hasta los sesenta cuando se crea el polo industrial de Burgos, que seria un verdadero impulso económico. Como consecuencia del aumento progresivo de sus habitantes y su privilegiada situación geográfica, Burgos se convierte en importante centro administrativo y Capital de Provincia estableciéndose en ella la Capitanía General, la Audiencia Territorial y el Arzobispado. En la década de los años 60 la ciudad experimenta un notable desarrollo al crearse el Polo de Promoción Industrial, de transcendencia en su posterior evolución industrial y social.

  El camino natural del río Ebro y el cañón del río Lobos, proveen a Burgos de bellos paisajes y ricos ecosistemas. Su patrimonio histórico, parte del Camino de Santiago, es valorado por su calidad y conservación. La capital es el único lugar del mundo donde coinciden tres lugares declarados Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO: el citado Camino de Santiago, la catedral de Santa María de Burgos (donde está el sepulcro del Cid) y la Sierra de Atapuerca, a 15 kilómetros de la ciudad pero con una importante representación de sus vestigios en el flamante Museo de la Evolución.