Wzniesiono liczne kamienice mieszczańskie, szczególnie wzdłuż Krakowskiego Przedmieścia, Długiej, Miodowej i Senatorskiej. Powstały też reprezentacyjne rezydencje miejskie i podmiejskie. Okres panowania króla Stanisława Augusta Poniatowskiego przyniósł znaczny rozwój życia naukowego, kulturalnego i artystycznego. W czasie trwania Sejmu Czteroletniego w 1791 r. uchwalona została Konstytucja 3 maja reformująca ustrój Polski, wzmacniająca władzę ustawodawczą i rozszerzająca prawa obywatelskie mieszczan. W 1791 r. uchwalono prawo o miastach, dzięki któremu nastąpiło zniesienie jury-dyk i połączenie wszystkich części Warszawy. Pierwszym prezydentem jednolitej ustrojowo Warszawy został w 1792 r. Ignacy Wyssogota-Zakrzewski. 17 kwietnia 1794 r. Warszawa przystąpiła do insurekcji kościuszkowskiej pod wodzą szewca Jana Kilińskiego. W toku walk z wojskami rosyjskimi i pruskimi zniszczonych zostało wiele budowli oraz spalone zostały przedmieścia Wola i Praga. 4 listopada 1794 r. wojska rosyjskie pod dowództwem Suworowa zdobyły Pragę, mordując prawie całą ludność cywilną (tzw. rzeź Pragi). Po trzecim rozbiorze Polski (24 października 1795 r.) miasto zostało włączone do zaboru pruskiego. W 1798 r. ustanowione zostało biskupstwo warszawskie. Dzięki zmniejszeniu ograniczeń prawnych w Warszawie zamieszkało wielu Żydów. W 1801 r. powołano Towarzystwo Przyjaciół Nauk.
Po wkroczeniu na tereny polskie wojsk francuskich Prusacy ustąpili z Warszawy w listopadzie 1806 r. Od 18 grudnia 1806 r. do 30 stycznia 1807 r. w Warszawie przebywał Napoleon. Po pokoju w Tylży w 1807 r. Warszawa została stolicą Księstwa Warszawskiego.
W 1809 r. po bitwie pod Raszynem do miasta, na 5 tygodni, wkroczyły wojska austriackie.
Po kongresie wiedeńskim w 1815 r. Warszawa została stolicą Królestwa Polskiego. W mieście dokonano wówczas nowego ukształtowania sieci ulic, ukształtowania placów, jednolitej zabudowy wielu ulic. Wzniesiono wiele monumentalnych gmachów publicznych. Powstało wiele instytucji naukowych i kulturalnych. W 1818 r. zainaugurował działalność Uniwersytet Warszawski, a w 1825 Szkoła Politechniczna. W ramach zmiany zabudowy ulic rozebrano niektóre gmachy, w tym wiele kościołów i klasztorów. W 1825 r. liczba mieszkańców wzrosła do 126000. Nastąpiło ożywienie gospodarcze.
29 listopada 1830 r. w Warszawie wybuchło powstanie listopadowe, które zapoczątkowało trwającą 9 miesięcy wojnę polsko-rosyjską. Na przedpolach miasta odbyły się znaczące dla wojny bitwy: 19-20 lutego i 31 marca pod Wawrem, 19-25 lutego pod Białołęką, 25 lutego pod Olszynką Grochowską oraz 6-7 września na Woli (wsławioną postawami gen. Józefa Sowińskiego i por. Juliana Konstantego Ordona). Od 1832 r. na Żoliborzu rozpoczęto budowę Cytadeli i dodatkowych fortów, co miało zastraszyć i zdyscyplinować mieszkańców miasta.