De forme oblongue et située au milieu du fleuve, entourée de plusieurs îlots, l’île de la Cité est entourée par deux bras de la Seine de largeur inégale : le Grand bras au nord et le Petit bras au sud. Dès l'époque préhistorique, ces deux bras présentaient la plus faible largeur du fleuve, son lit étant resserré naturellement par la présence d’une montagne au sud (Sainte-Geneviève) et deux petites collines ou monceaux au nord (Saint-Merri et Saint-Gervais). Élément topographique remarquable, une berge haute de sept mètres, tranchée dans la plate-forme calcaire, sur la rive droite du fleuve, faisait face à l’île au nord-ouest.;xNLx;À travers les siècles, cette géographie particulière favorise la communication de l’île avec les deux rives du fleuve. Les aménagements successifs et l'accumulation de remblais nécessaires pour créer ses quais ou lui rattacher les îlots principaux de sa pointe ouest ont donné à l'île sa volumétrie actuelle en la surélevant de pas moins de huit mètres par rapport au niveau ancien, toujours visible à la pointe de l'actuel square du Vert-Galant.;xNLx;Fleuve capricieux, la Seine envahit cependant régulièrement les berges et ses flots emportent tout ce qui gêne son cours lors de crues tumultueuses. Jusqu’au XIXe siècle, l’histoire de l’île est donc rythmée par la création, la destruction et la reconstruction de ses ponts.;xNLx;
Dans sa Guerre des Gaules, Jules César mentionne l’occupation de l’île pour la première fois dans le récit de la Bataille de Lutèce. À cette époque, elle est occupée à l’est par un temple, probablement dédié à Jupiter, et à l’ouest par un oppidum. Le cardo maximus (axe principal nord-sud de la ville antique) traverse l'île de la Cité par l’actuelle rue de la Cité, en franchissant la Seine par deux ponts alors en bois, particulièrement exposés aux crues de la Seine et aux incendies, à l’emplacement des actuels Petit-Pont au sud et pont Notre-Dame au nord. Ils resteront les seuls à desservir l’île pendant les périodes gallo-romaine puis mérovingienne jusqu’au milieu du IXe s. À l’époque romaine, l’île de la Cité permet un contrôle stratégique du trafic et du commerce fluvial qui fait la prospérité des nautes (bateliers de la Seine). Mais la ville elle-même s’étend presque exclusivement sur la rive gauche du fleuve.
Les invasions barbares (Alamans et Francs principalement) obligent la population parisienne à se réfugier dès 276 sur cette île, naturellement protégée par la Seine.
Une tribu celte occupe l’île, le peuple gaulois des Parisii.
C’est une époque de transformation radicale. L’île devient le nouveau centre de la ville accueillant la plus grande partie de sa population, alors de que la rive gauche, moins sécurisée, est en partie délaissée. Un remaniement des structures urbaines débute par la construction d’un rempart (entre 308 et 360), fondé avec des blocs lapidaires, fragments architecturaux provenant des grands édifices de la rive gauche (forum, amphithéâtre, nécropoles, etc.). De grands bâtiments publics et officiels apparaissent, utilisant aussi des blocs de pierre des anciens ensembles. Dans la partie occidentale de l’île est implanté un grand édifice, probablement de caractère militaire et lieu de la résidence impériale : le palais, siège des gouverneurs qui abrite aussi le Tribunal du prétoire. Deux empereurs militaires y résidèrent : Julien (César en Gaule, 355-361, empereur, 361-363) puis Valentinien Ier (364-378) de 365 à 366. Reliée au palais, une basilique est élevée à l’emplacement de l’actuel marché aux fleurs. Mesurant pas moins de 70 m de long sur 35 m de large, c’est alors l’un des plus grands monuments de la Gaule. Après avoir été appelée Lutetia apud Parisios quelques temps, c’est à partir de 310 environ que Lutèce prend progressivement le nom de Civitas Parisiorum ou Urbs Parisiorum puis, par abréviation, simplement Paris.
En 508, Clovis (481-511) fait de Paris la capitale du royaume des Francs et de l’ancienne forteresse gallo-romaine, sa résidence parisienne. À ce moment, l’île de la Cité est la ville ; le mot de Cité s’impose alors pour désigner uniquement cette île principale. Le palais devient alors le château des rois mérovingiens. À la faveur de la christianisation, les églises se multiplient sur l’île et une basilique dédiée à Saint-Étienne est bientôt construite (ou reconstruite) en partie sur l’emplacement de la future cathédrale Notre-Dame, sans doute à l’instigation de Childebert (roi de Paris de 511 à 558).
Un gigantesque incendie détruit une importante partie l’Île de la Cité. Une épaisse couche de cendre et de charbon, que l’on retrouve aujourd’hui lors des fouilles, marque la limite supérieure du remblai gallo-romain.
Dagobert (629-639) a une cour itinérante mais il séjourne encore régulièrement dans le palais de l’île de la Cité où il crée un atelier monétaire. Des pièces nous en sont parvenues qui portent l’inscription Palati moneta et représentent saint Éloi, le ministre des finances du souverain.
La période carolingienne (752-987) est peu renseignée. À partir de Charlemagne (768-814), la Cité perd son statut de capitale. Les centres de pouvoir de la nouvelle dynastie sont surtout établis dans les pays du Rhin (Aix-la-Chapelle) et en Italie (Rome). Les évêques de Paris deviennent alors les maîtres de l’île, laissant la jouissance du palais aux comtes de Paris.
La Cité est affaiblie par trois pillages des Normands, en 845, 856 et 861, avec leurs cohortes d’incendies et de dévastations. Dans ce climat d’insécurité, Charles le Chauve (843-877 ; empereur d’Occident 875-877), ordonne en 877 la restauration et le renforcement de l'enceinte gallo-romaine pour protéger l'île des attaques. Mais c’est Eudes, comte de Paris (882-888), futur roi des Francs (888-898), qui fait réellement relever les remparts. On édifie aussi deux grandes tours sur les rives, le Petit et le Grand Châtelet, afin de protéger l'accès aux ponts, dont on resserre les piles afin de mieux contrôler le passage des bateaux.
C’est également sous le règne de Charles le Chauve qu’est construit un premier pont à l’emplacement de l’actuel Pont-au-Change pour franchir le grand bras de la Seine. Il s'appelle alors le Grand-Pont, par opposition au Petit-Pont qui franchit le petit bras du fleuve et est protégé en tête par le Grand Châtelet.
Non loin, en 886, le siège de Paris condamne l’ancien pont romain reliant l’île à la rive droite. Il est remplacé par un pont de planches jeté sur les anciennes piles de bois auxquelles sont fixés des moulins à grains : les Planches de Milbray, « au milieu du marais ». En cas de danger, on les retirait en effet jusqu'au milieu du fleuve dans sa partie marécageuse afin de protéger l'accès à l'île. Ces planches tiendront jusqu'aux inondations de 1406.
Les abbayes des deux rives font bâtir des églises sur l'île (souvent à l’emplacement de plus petites chapelles), afin d'y mettre à l'abri trésor et reliques précieuses : sont ainsi érigées Saint-Germain-le-Vieux, Sainte-Geneviève-la-Petite, Saint-Landry-des-Arcis, et Saint-Barthélemy au Xe siècle
La Cité retrouve sa place prépondérante avec la nouvelle dynastie capétienne (987-1328) issue des comtes de Paris. L’ancien palais redevient pour quatre siècles le palais des rois de France. Robert le Pieux (996-1031) le reconstruit. Sur l’emplacement de la future Sainte-Chapelle, sont édifiées la Salle du roi, la Chambre du roi et la chapelle St-Nicolas
En 1112, Louis VI le Gros (1108-1137) s'installe dans le palais de la Cité, avec sa cour et le Parlement, la Curia Regis. C’est lui qui remplace le vieux donjon du palais par la Grosse Tour qui sera elle-même démolie en 1776. Mais ses soubassements existent encore sous le Palais de Justice. Représentée notamment dans la Crucifixion du Parlement de Paris, elle symbolise jusqu’à sa destruction la puissance monarchique et le pouvoir royal.
Les deux ponts de la Cité sont une fois encore détruits en 1111, par le comte Robert de Meulan. Le Grand-Pont est rebâti plus à l'ouest alors que le Petit-Pont est reconstruit au même emplacement bordé de maisons et de commerces. Sur les anciennes piles du Grand-Pont est construit le Pont-aux-Meuniers, consistant en une rangée de moulins. Il est doublé en 1142 par le Pont-aux-Changeurs, lequel prend alors à son tour le nom de Grand-Pont. Paris est alors une ville tripartite avec la Cité en son centre, le reste de l’agglomération étant réparti « Oultre Grand Pont » et « Oultre Petit Pont ».
Sur l’ordre de Maurice de Sully (1105/1120-1196), évêque depuis 1160, on commence à remplacer la vieille cathédrale mérovingienne Saint-Étienne, devenue trop petite pour une population grandissante, par une construction beaucoup plus vaste, la cathédrale Notre-Dame, dans un style nouveau et puissant : le gothique. Les maisons du cloître trop proches du chantier sont démolies et une nouvelle rue, la rue Neuve-Notre-Dame, est percée dans l’axe de la nouvelle église pour faciliter le transport des matériaux. En 1182, le chœur est achevé et le maître-autel est consacré le 19 mai. Toutefois, de nombreux autres sanctuaires occupent encore cette même partie de la Cité. Conjointement à la cathédrale, Maurice de Sully fait rebâtir le palais épiscopal, au sud de Notre-Dame. Celui-là même qui sera détruit sept siècles plus tard par l’émeute de février 1831.
Désormais la Cité est structurée par la cathédrale à l’est et le palais à l’ouest. La pointe de l’île, devant le Logis du roi, est plantée de jardins d’agrément et de vergers. Le cardo romain est alors devenu à cet endroit la rue de la Juiverie (via Judearia), mentionnée en 1119, où des marchands juifs s’étaient installés dès le Ve siècle. Elle marque l’emplacement du premier quartier juif de Paris. La Seine, haut lieu du commerce et des déplacements, inonde les rives basses chaque hiver. Faute de ponts en nombre suffisant, des passeurs font la navette entre l’île et les rives. Mais la Cité ne connaît que quelques points d’accostage comme le port Saint-Landry au nord et le port Notre-Dame près de la nouvelle cathédrale. La pêche, à une époque où les périodes de jeûne sont fréquentes et longues, joue un rôle important dans l’alimentation et l’économie du lieu. On vend le poisson d’eau douce près du Petit-Pont, au marché Palu (du latin palus « marais »).
Philippe II Auguste (1180-1223) fait du palais sa résidence principale. Il y naît en 1165, il y reçoit Richard Cœur-de-Lion en 1187. Tous les quatre mois, une cour de Justice se tient dans la Salle du roi. Elle est placée sous la responsabilité du « concierge du Palais », charge apparue en 988 sous Hugues Capet. Nommé par le roi, ce haut personnage du royaume assure en réalité d’importants pouvoirs de basse et moyenne justice dans l’enceinte du palais et les quartiers proches. Des lettres patentes de 1202 vont étendre sa juridiction au faubourg Saint-Jacques et au fief royal de Saint-André dont dépend la paroisse Notre-Dame des Champs. C’est aussi Philippe-Auguste qui a vraisemblablement donné une nouvelle enceinte au palais, située au nord du rempart gallo-romain. On sait encore qu’il fait paver les abords marécageux de la résidence dont l’odeur nauséabonde l’incommode. Mais au tournant du XIIIe siècle, l'ancienne vulnérabilité de l'île se voit fortement amoindrie lorsque le roi fait également édifier une enceinte plus vaste, enserrant Paris sur les deux rives de la Seine, qui enclave ainsi totalement la Cité. Sous son règne, le palais reste la principale forteresse de Paris avant que le château fort du Louvre, érigé dès 1190 sur la rive droite de la Seine, ne prenne le pas.
En 1185, le Petit-Pont est réédifié par décision de l'évêque Maurice de Sully. Il relie sur moins d'une centaine de mètres la rue du Marché-Palu à la rue Saint-Jacques. Afin de l’intégrer à la nouvelle enceinte de Philippe-Auguste qui protège les deux rives, le Petit Châtelet, fort de Charles le Chauve qui défend le pont, est également reconstruit. Le Petit-Pont est à nouveau détruit par une crue en 1196. Les cinq ouvrages édifiés à la suite entre 1200 et 1375 subissent le même sort.
Au début du XIIIe siècle, les lieux de culte sont toujours très nombreux. L’île compte pas moins de douze églises paroissiales : Saint-Barthélémy, Saint-Pierre-des-Arcis, Saint-Éloi, Sainte-Croix, Saint-Germain-le-Vieux, Sainte-Geneviève-la-Petite, Saint-Denis-de-la-Châtre, Sainte-Marie-Madeleine, Saint-Landry, Sainte-Marine, Saint-Pierre-aux-bœufs, Saint-Christophe ainsi que plusieurs chapelles privées.
Louis IX (1226-1270 ; saint Louis depuis sa canonisation en 1297) va entreprendre d’exceptionnels grands travaux sur l’île en faisant élever la Sainte-Chapelle qu’il fait relier au palais, entre la chapelle haute et la Grand’Salle du roi, par une « Grande allée » appelée alors « Petite salle ». Au siècle suivant, celle-ci deviendra la Galerie des merciers ou Galerie mercière. Est construite aussi, en dehors de l’enceinte du palais, la Salle sur l’Eau, grande salle d’apparat flanquée de la puissante Tour Bonbec. Réformateur judiciaire, Louis IX va définir les grandes commissions de la cour du roi (curia regis) : le Conseil présidé par le roi, qui traite des affaires politiques, la Curia in parliamento, qui règle les affaires de justice civile et pénale, qui s’élève alors au rang de parlement et la Curia in compotis, ancêtre de la Cour des comptes qui surveille les comptes du royaume et qu'il installe au Temple avec le Trésor royal. Établi sur l’Île de la Cité près du palais royal, le « parlement », divisé en différentes sections, possède des pouvoirs délégués et rend ses jugements au nom du roi.
construite de 1242 à 1248 en lieu et place de l’ancienne chapelle Saint-Nicolas, elle fut édifiée pour contenir les plus précieuses reliques de la chrétienté dont la Couronne d’épines du Christ (achetée 135 000 livres à Baudoin II, empereur de Constantinople, alors que la construction de la chapelle s’élevait « seulement » à 40 000 livres). Les reliques, exposées dans une châsse d’argent et de cuivre doré de 2,70 mètres de long (qui sera fondue à la Révolution) désignaient saint Louis comme le chef de la chrétienté occidentale. Un bâtiment annexe à la Sainte-Chapelle va conserver les archives et la bibliothèque royale, c’est le Trésor des Chartes.
Autour du palais, les berges de la Seine sont étendues. Lors d’une inondation en 1280, le Grand-Pont et le Petit-Pont sont à nouveau en partie emportés. Le Grand-Pont est alors reconstruit, porté par quatorze arches enjambant chacune un moulin, sauf la quatrième qui permet la navigation. Pont-au-Change : Après les crues de 1196, 1206 et 1280 qui lui enlèvent six arches, le Grand-Pont est définitivement emporté par celle de décembre 1296. Il est remplacé par une nouvelle construction bordée de rangées de maisons (comme en 1280), le nouveau Pont-aux-Changeurs, plus tard appelé Pont-au-Change. Reconstruit de biais légèrement en amont de son précédent emplacement (dans l’axe de la voie menant à Saint-Denis), il est doublé par un deuxième passage, un nouveau Pont-aux-Meuniers, édifié un peu plus en aval. C’est une simple passerelle piétonne et privée, appartenant au chapitre de Notre-Dame, servant à relier les douze moulins autrefois situés sous les arches. Maintenant « moulins nefs » flottants, ils profitent de l’accélération du courant provoquée l'encombrement extrême du fleuve, ils sont halés sous le pont pour être opérationnels ou stationnés en aval lorsqu'ils sont à l'arrêt.
La Conciergerie est commencée peu avant 1300 et achevée avant 1315. Les salles médiévales sont les seuls vestiges du palais royal incendié à maintes reprises. L’édifice s’élevait sur deux étages. La Salle des Gens d’armes correspond à l’étage bas de la Grand’Salle. Elle servait de réfectoire au personnel du palais comprenant près de deux mille personnes. Cette salle est aujourd’hui la plus grande salle civile médiévale en France. La Grand’Salle (ravagée en 1618 par un incendie) remplace les anciennes Salle et Chambre du roi, démolies en 1299. Première grande salle d’Occident par sa superficie extraordinaire (1785 m²), elle sert à la fois d’antichambre au parlement et de lieu de représentation fastueux où les rois accueillent leurs hôtes autour de la grande table de marbre noir (disparue en 1618). La Salle des gardes édifiée aussi au début du XIVe siècle, est l’ancien rez-de-chaussée de la Grand’Chambre où le roi peut tenir son lit de justice. Elle sert d’antichambre. À l’origine, son accès se situe entre la tour d’Argent et la tour de César. Au XVe siècle, ces tours abriteront des cachots dans leurs parties basses et les greffes civil et criminel.
Sous le règne de Philippe IV le Bel (1285-1314), la France traverse une grande mutation économique, politique et judiciaire. Le palais de la Cité est réorganisé. Grâce à de nombreuses expropriations, l’enclos palatial triple de surface et couvre désormais cinq hectares. « Philippe IV se fait bâtir un logis digne de ce nom à l’ouest du quadrilatère, dans la continuité de la chambre verte, qui donne sur les jardins de la pointe de l’île ; il attribue des espaces spécifiques à son administration judiciaire (chambre des enquêtes, grande chambre) et financière (chambre des comptes), regroupées au nord de l’enclos palatial, tandis qu’il repousse l’enceinte méridionale pour accueillir les maisons des chanoines de la Sainte Chapelle ». Les nouveaux logis sont inaugurés en 1313. Au milieu du siècle, le roi Jean II le Bon (1350-1364) fait surélever et décorer le logis du roi tout en aménageant les combles de la Galerie des merciers pour en faire les appartements du dauphin. Il fait également bâtir les pavillons des cuisines du commun et une tour quadrangulaire au nord-est du palais. Il fait enfin agrandir les locaux de la Chambre des comptes pour y installer celle des monnaies. Le 22 février 1358 (Jean le Bon est alors prisonnier des Anglais), le dauphin Charles assiste au massacre de deux conseillers de son père à l’intérieur du palais lors d’une émeute soutenue par trois mille hommes menés par le prévôt des marchands Étienne Marcel. Épargné mais profondément marqué par cette révolte parisienne, Charles juge le palais de la Cité peu sûr. Dès son couronnement en 1364, Charles V (1364-1380) l’abandonne pour le Louvre et pour l’hôtel Saint-Pol. Le palais de la Cité se voit alors réduit au rôle de siège judiciaire même si la Grand’Salle continue d’être utilisée pour les banquets royaux. En 1370, Charles V ordonne de placer une horloge sur la tour construite par Jean le Bon. Réalisée par le lorrain Henri de Vic, elle est la première horloge publique de Paris. Au XIVe siècle, l’île compte environ cinq cents maisons desservies par trente ou quarante rues insalubres, seules les quatre artères principales étant pavées. Leurs noms souvent inspirés par leur activité économique (rue de la Vieille-Draperie ou de la Pelleterie). Si la rue Neuve-Notre-Dame (disparue sous le parvis de Notre-Dame agrandi en 1865 par le baron Haussmann) est large de 6 m, beaucoup n’excèdent pas 1,50 m et sont surplombées de maisons à pans de bois. Les maisons du Pont-aux-Changeurs abritent aussi une centaine de commerçants. L'accès par le fleuve est régulé par la présence de lourdes chaînes qui prolongent les murs de la ville au-dessus de l'eau.
La construction d’un nouveau pont en pierre est décidée en 1353 par le Parlement de Paris après accord avec le chapitre de Notre-Dame, le prévôt et les bourgeois de Paris. Son emplacement est établi en aval du Petit-Pont, dans l'axe du Pont-aux-Changeurs, de la rue Saint-Denis sur la rive droite, de la rue de la Harpe sur la rive gauche, permettant ainsi une traversée directe de l'île de la Cité. La construction s'étale de 1379 à 1387. L'ouvrage est bientôt dénommé Pont-Neuf par les Parisiens (à ne pas confondre avec l'actuel Pont-Neuf), Petit-Pont-Neuf ou Pont Saint-Michel dit le Pont-Neuf. Rapidement loti de maisons, il est emporté par la Seine en 1404, seulement 17 ans plus tard.
Entre 1394 et 1406, Charles VI (1380-1422) fait construire par l'architecte Raymond du Temple un nouvel ouvrage en bois. Emporté à son tour par la débâcle des glaces le 31 janvier 1408, il est rétabli en pierre dès l’année suivante et subsiste jusqu'au XVIIe siècle.
Devenant les lieux de passage obligés d’une clientèle aisée, la Cité et ses cinq ponts concentrent les commerces de luxe et les métiers du livre, copistes, enlumineurs, relieurs. Les merciers sont établis dans une galerie du palais et dans les rues adjacentes, les orfèvres sur le pont Notre-Dame. Hormis l’Hôtel des Ursins bâti au début du siècle sur la partie nord-est de l’île, il n’y a pas de maison particulière d’importance en la Cité. En cette fin du Moyen âge, la fonction judiciaire du palais de la Cité prend nettement le pas sur sa fonction résidentielle. Charles VII (1422-1461) abandonne définitivement le palais au Parlement. La Conciergerie devient un lieu d’incarcération pour les prévenus en instance de jugement. Son entrée est située dans la cour du palais nommée Cour du Mai car un arbre y est planté chaque année par les clercs. Les cachots occupent les parties basses du palais, on torture les prisonniers dans les tours. Condamnés, ceux-ci sont exécutés en place de Grève après un détour par le parvis de Notre-Dame. Toutefois, le prestige de la fonction religieuse perdure dans le palais, et vers la fin du siècle, le roi Charles VIII (1483-1498) fait aussi refaire la rosace de la Sainte-Chapelle. Vers la fin du siècle, on ne parle plus que de « Ville » pour désigner la rive droite qui concentre les activités artisanales et économiques, d’« Université » pour la rive gauche marquée par l’enseignement et l’agriculture, tandis que la « Cité » est le siège des institutions du pouvoir royal et de sa justice ainsi que du pouvoir épiscopal.
En raison des difficultés connues par le royaume pendant la guerre de Cent ans, le pont n’est reconstruit qu’en 1408 et en bois. Une miniature des Heures d'Étienne Chevalier de Jean Fouquet montre ce second pont reposant sur de hautes piles de bois et supportant des maisons de bois, de torchis et de plâtre, couvertes d’un seul et unique toit courant sur toute la longueur de l’alignement. Le nom de Saint-Michel semble lui être définitivement donné en 1424, en raison du voisinage de la chapelle Saint-Michel, sise dans l'enceinte du palais. En 1444, le Parlement de Paris décide finalement d'allouer les recettes d'amendes à sa réfection en pierre.
Le 30 mai 1413, sur le grand bras du fleuve, c’est encore Charles VI qui baptise le nouveau pont de Notre-Dame, solide ouvrage de bois reliant l'île de la Cité à la rue Saint-Martin sur dix-sept rangées de piles. Il remplace les planches Milbray qui avaient succédé jusque-là au pont gallo-romain. Les travaux s'achèvent en 1421. Outre plusieurs moulins installés sur les piles, jusqu'à soixante-cinq maisons sont réparties de chaque côté de l’ouvrage, avec de riches boutiques ouvertes à leur pied, dont plusieurs librairies et armureries qui font la réputation du lieu. Cependant, mal entretenu au fil des décennies, le pont Notre-Dame s'effondre lors d'une crue, le 25 octobre 1499.
Ce siècle est surtout marqué par les multiples travaux effectués sur les ponts et passerelles de l’île. En 1500, on décide de reconstruire le Pont Notre-Dame en pierre de taille, en le dotant de six grandes arches. Les travaux sont placés sous la direction de Fra Giovanni Giocondo (ca 1433-ca 1515), architecte italien entré en 1495 au service de Charles VIII (1483-1498), qui avait déjà restauré le Petit-Pont, et du maître maçon Didier de Felin, frère de l'architecte de la Tour Saint-Jacques. Terminé en 1507, le pont est surplombé de soixante et une habitations de six étages, les premières dotées d'un numéro à Paris, ornées de grands termes d'hommes et de femmes et de portraits de rois et, aux quatre extrémités, de niches avec des statues royales. Avec ses boutiques, ce lieu redevient vite un endroit commerçant très fréquenté et prestigieux : François Ier y fait son entrée triomphale dans Paris en 1515. En 1547, le Pont Saint-Michel est à nouveau emporté par une crue de la Seine. Il est rapidement reconstruit, mais en bois, et se maintiendra sous cette forme jusqu’à la crue du 30 janvier 1616. Sur le Petit-Pont, proche de l'Hôtel-Dieu, aux abords de la rue du Marché-Palu, s’implantent dès 1552 des maisons et de nombreuses boutiques d'apothicaires. Dans la seconde moitié du siècle, le Pont-aux-Meuniers est ouvert aux piétons. Plusieurs moulins sont supprimés et remplacés par des maisons. Le pont devient vite mal fréquenté et souffre d'une mauvaise réputation. Il finit par s'effondrer le soir du 22 décembre 1596 entraînant la mort de 150 personnes. Il est remplacé en décembre 1609 par le Pont Marchand, qui disparait lui-même dans un incendie en octobre 1621. Par la suite, seul subsiste le Pont-au-Change. À partir de 1578, on entreprend la construction du Pont-Neuf, à l’extrémité ouest de l’île. Au palais de la Cité, c’est le temps de la Renaissance. Louis XII (1498-1515) fait établir un escalier monumental couvert de voûtes rampantes sur le côté sud de la Sainte-Chapelle. Depuis l’incendie de 1450, la Chambre des comptes occupe des locaux provisoires. De 1504 à 1511, sur les plans de Fra Giocondo, chargé dans le même temps (1499-1512) de la reconstruction du pont Notre-Dame, le même Louis XII (1498-1515) poursuit la construction du nouveau bâtiment de cette juridiction, initiée semble-t-il sous Louis XI (1461-1483). Le style flamboyant est de mise, marqué par des motifs italianisants « à l’antique » typiques de la Première Renaissance » ; les murs tout comme le célèbre escalier droit en loggia sont entièrement recouverts de motifs emblématiques, fleurs de lys, dauphins, monogrammes royaux, statues allégoriques. Cette construction luxueuse, achevée seulement sous le règne d’Henri II (1547-1559) part à son tour en flammes en 1737. En 1585, à la demande d’Henri III (1574-1589), Germain Pilon décore le cadran de la tour de l’Horloge avec les figures de la Justice et de la Loi.
Dès avant l’inauguration de l’ouvrage, en 1606, Henri IV (1589-1610) souhaite faire aménager la pointe ouest de l’île entre le Palais et le Pont-Neuf, sur l'emplacement du verger du roi, devenu jardin du bailliage, et de la maison des Étuves du palais, en lui réunissant les îlots proches (îlots de la Gourdaine, du Passeur-aux-Vaches et aux Juifs) jusqu’au terre-plein situé entre les deux culées centrales du pont. Le roi charge le premier président Achille de Harlay d’y créer une place et d’y tracer une rue le long du palais (la rue De Harlay) bordée de maisons identiques parfaitement ordonnancées. Proche du Louvre, la place Dauphine (ainsi nommée en l'honneur du dauphin, le futur roi Louis XIII), devient une place de change et de bourse, siège des banquiers, attirant aussi orfèvres, lunetiers ou graveurs. Quatre ans après la mort du souverain, on inaugure la statue équestre d'Henri IV, installée au milieu du Pont-Neuf. Les travaux de la place se poursuivent jusqu’en 1620. Des trente-deux maisons uniformes d'origine, ne restent aujourd’hui intacts que les deux pavillons d'angle sur le Pont-Neuf. À partir du XVIIIe siècle, les autres bâtiments sont modifiés ou démolis, certains reconstruits ou rehaussés. En 1874, on détruit le rang pair de la rue De Harlay qui fermait la place pour dégager la façade arrière du palais de Justice construite elle-même à partir de 1854 à l’emplacement de l’autre rangée de maisons de la rue. La place Dauphine ainsi amputée perd son caractère d'espace presque clos d'origine. De 1792 à 1814, la place est rebaptisée place de Thionville. De 1803 à 1874, l’on y installe une fontaine, dédiée au général Desaix, mort à la bataille de Marengo en 1800. En 1818, une nouvelle statue équestre de bronze du roi Henri IV est inaugurée, la première ayant été fondue pendant la Révolution. En contrebas de la statue, l’espace est dévolu à des établissements de bains au XVIIIe siècle puis à un café-concert en 1865. En 1879, une inondation de 1879 lui est fatale. Le Square du Vert-Galant est bientôt créé à cet emplacement.
En 1603, on reconstruit les maisons du Petit-Pont qui seront restaurées en 1659. Le Pont-Neuf est achevé et inauguré à la pointe de l’île en 1607. Il est le premier pont à franchir la Seine sur toute sa largeur, le premier aussi à être entièrement découvert et à ne pas porter de maisons. Louis XIII (1610-1643) poursuit l’œuvre d’Henri IV en achevant, en 1611, la création des premiers quais de pierre de l’île de la Cité engagée en 1580. Le remblaiement du quai nord encave alors la Conciergerie de plusieurs mètres. Suite au grand incendie de 1618 qui détruit la Grand’Salle du Palais, le roi en confie la reconstruction à Salomon et Paul de Brosse. Remarquable notamment par sa double voûte en berceau de pierre, elle est achevée en 1622 dans un style classique encore très marqué par la Renaissance.
Le Pont-au-Change perd deux piliers lors de la crue de 1616 puis est totalement détruit dans la nuit du 23 au 24 octobre 1621 par la propagation de l'incendie du Pont Marchand (Pont-aux-Meuniers ou Pont-aux-Oiseaux) tout proche. Les deux ponts sont remplacés par un pont provisoire dit Pont-de-Bois, avant que le Pont-au-Change ne soit reconstruit de 1639 à 1647 par Michel Villedo et Jean Androuet du Cerceau, grâce aux deniers des joailliers et orfèvres. Il supporte deux rangées de maisons.
Le Pont Saint-Michel, rebâti en pierre après une nouvelle crue dévastatrice, est loti de 32 maisons. À proximité, la rue Saint-Louis est bordée sur la berge sud de l’île d’une autre rangée de maisons sur pilotis, qui ne disparaîtront comme celles du pont qu’au début du XIXe siècle en 1807.
On avait, dès 1515, demandé à François Ier de construire un pont sur le petit bras de la Seine, afin d'installer des malades près de l'Hôtel-Dieu. Mais cette institution ne reçoit que le 5 août 1626 l'autorisation de jeter un pont en pierre à cet endroit, en amont du Petit-Pont et aux dépens de l'hôpital. Dessins et devis sont dressés par les entrepreneurs Louis Noblet et Christophe Gamard qui se chargent, le premier de la construction du pont lui-même, le second du bâtiment des malades, la Salle Saint-Côme, qu’il soutient. Édifié à partir de septembre 1626, le pont à trois arches est réceptionné en août 1632. La Salle Saint-Côme, permettant la liaison entre les établissements de l'Hôtel-Dieu situés sur les deux rives du petit bras, est édifiée sur le pont en 1634. La même année, un arrêt du Conseil d'État organise le péage (qui va subsister jusqu'en 1789) d'un double denier pour chaque homme à pied empruntant l’ouvrage. Le pont devient donc le Pont-au-Double. Les salles de l'hôpital situées au-dessus seront une source importante de la pollution du petit bras de la Seine.
En amont de la Cité, l’île Notre-Dame (île Saint-Louis à partir de 1726) voit ses premières maisons remplacer les anciens pâturages en 1618. Cette urbanisation voulue par Henri IV et accomplie par Louis XIII (1610-1643) se poursuit jusqu’à son plein accomplissement en 1660. Une liaison directe avec l’île de la Cité devenant nécessaire, on lance, en 1630-1634, le Pont Saint-Landry également appelé Pont de Bois qui franchit la Seine en oblique, selon un axe reliant la pointe ouest de l’île Notre-Dame (quai d’Orléans) à la rue des Ursins sur l’île de la Cité. En 1659, le Pont Notre-Dame est remis en état et redécoré pour honorer l'arrivée à Paris de Marie-Thérèse d'Autriche, fille du roi d'Espagne Philippe IV, nouvelle reine de France par son mariage avec Louis XIV. Ses boutiques sont alors déjà presque toutes occupées par des marchands d'art. Watteau en donnera un peu plus tard une vivante représentation dans son tableau L'Enseigne de Gersaint (1720).
La seule grande maison particulière de la Cité, l’Hôtel des Ursins, datant du XVe siècle, est détruite à partir de 1633 pour faire place à une vaste opération de lotissement poursuivie jusqu’en 1640. Vingt-six maisons sont construites et trois rues tracées sur l’emplacement de l’ancienne maison entre la rue de Glatigny et la rue Saint-Landry. Tout cela sera englouti en 1866 pour la construction du nouvel Hôtel-Dieu par Haussmann.
Pendant la restauration de l’Hôtel-Dieu, menée de 1602 à 1609, on construit sur la rive gauche du fleuve l'aile Saint-Charles (1602-1606) qui attendra donc 1632-1634 pour être directement reliée aux bâtiments de la Cité par le Pont-au-Double. En 1646-1651, un second pont, le pont Saint-Charles, entièrement privé celui-là, est créé entre le Petit-Pont et le Pont-au-Double pour relier les nouvelles salles de la rive gauche aux anciennes. À partir de ce moment ses arches étroites vont durablement faire obstacle à la navigation jusqu’à sa démolition en 1854. En 1684, Louis XIV fait don du Petit Châtelet à l'Hôtel-Dieu, permettant à l’aile Saint-Charles de s’étendre le long de la rue de la Bûcherie jusque sur l’emplacement de l’ancien fort, dans de nouveaux bâtiments élevés en 1714-1719 : la Salle Saint-Antoine qui ne disparaîtra qu’en 1908.
En 1702, le Petit-Pont fait partie du quartier de la Cité. Il possède vingt-six maisons et cinq lanternes. Mais après plusieurs effondrements, l’ouvrage et ses maisons sont totalement détruits en 1718 par un incendie provoqué par la présence de deux bateaux de foin en flammes qui avaient dérivé. Grâce au fruit d'une quête générale effectuée dans toutes les paroisses de la ville, on peut le rétablir dès l’année suivante sur trois arches de pierre cintrées avec un tablier en dos d’âne et une largeur augmentée de 6 m. Mais la construction d'habitations est, cette fois, prohibée. Le Pont-au-double s'effondre le 31 décembre 1709 mais il est aussitôt reconstruit ainsi que la salle Saint-Côme située au-dessus. Endommagé par la débâcle de 1709, le Pont Saint-Landry est détruit en 1710. Il est reconstruit en 1717, toujours en bois, à sept arches. Du fait de sa couleur il devient le Pont-Rouge et sera emporté par les crues en 1795. En 1786, on doit détruire les habitations du pont Notre-Dame, devenues particulièrement insalubres.
Au Palais, l’incendie de 1737 fait disparaître la magnifique Chambre des comptes de Louis XII. On rase les ruines et la reconstruction, confiée à l’architecte du roi Jacques V Gabriel, est menée de 1738 à 1740 sur le mode d’un classicisme élégant, moderne et fonctionnel. Après un nouvel incendie, en 1776, Louis XVI (1774-1792) fait moderniser la prison de la Conciergerie. Il fait appel aux architectes Joseph-Abel Couture, Pierre Desmaisons, Pierre-Louis Moreau-Desproux et Jacques-Denis Antoine qui se succèdent ou se côtoient pour reconstruire les bâtiments de la Cour du Mai, élever les façades du nouveau Palais de Justice ou mettre en place sa grille, le tout d’un classicisme monumental. Ces travaux, achevés en 1787, entraînent la disparition du Trésor des Chartes accolé à la Sainte-Chapelle.
L’institution des Enfants-trouvés est créée en 1638 par Vincent de Paul. Vers 1672, peu après le rattachement de cette institution à l’Hôpital général de Paris (1670) dont les malades sont traités à l’Hôtel-Dieu, une annexe appartenant à ce dernier, est installée sur l’île de la Cité, rue Neuve Notre-Dame près de l’église Sainte-Geneviève-des-Ardents. Destinée aux enfants non sevrés, c’est la Maison de la Couche. En 1747-1748, l’architecte Germain Boffrand est chargé de construire un nouvel hospice des Enfants-Trouvés, sur le côté nord de la rue Neuve-Notre-Dame, en détruisant notamment les églises Saint-Jean-le-Rond, Saint-Christophe et Sainte-Geneviève-des-Ardents et des maisons vendues par l’Hôtel-Dieu. L’hospice est doté d’une chapelle décorée par Charles Natoire. Agrandi en 1782 par l’architecte Charles-François Viel (1745-1819), il est finalement transféré au Val-de-Grâce en l’an III (1795). Après le départ des Enfants-Trouvés, le bâtiment de la Cité est affecté aux bureaux de l’Administration des hospices, hébergeant un temps la Pharmacie centrale. Agrandi de nouveau en 1838 du côté de la rue de la Cité, le bâtiment est démoli en mai 1874 après l’achèvement du nouvel Hôtel-Dieu, afin de dégager la vue du nouvel hôpital et de libérer la place nécessaire à l’agrandissement du parvis de Notre-Dame.
Le 3 novembre 1789, le Parlement et les autres juridictions siégeant au Palais de la Cité sont suspendus par l’Assemblée constituante. Le 10 août 1792, la prise du palais des Tuileries sonne le glas de la monarchie. En septembre, la foule envahit les prisons suite aux rumeurs de complot ; 1300 prisonniers sont massacrés. Les détenus de la Conciergerie sont mis à mort dans la Cour des femmes. La Cité prend le nom d'Île de la Fraternité et le pont Notre-Dame celui de pont de la Raison. Installé une première fois dans la Grand’Chambre du Palais, rebaptisée « Salle de la Liberté », du 17 août au 29 novembre 1792, puis dissout, le Tribunal révolutionnaire est rétabli le 10 mars 1793 et retrouve ses locaux. Tout près, des prisonniers s’entassent dans des conditions terribles dans la partie ouest de la Salle des Gens d’armes, les femmes séparées des hommes. Les prisonniers « à la pistole » bénéficient de conditions plus décentes et les prisonniers de marque ont une cellule particulière avec lit et table où écrire leur dernière lettre avant exécution, comme le fit Marie-Antoinette le 16 octobre 1793 (une chapelle commémorative sera aménagée sous la Restauration par l’architecte Antoine-Marie Peyre à la demande de Louis XVIII, à l’emplacement de sa cellule). Instrument essentiel de la Terreur, le Tribunal révolutionnaire sera dissout le 31 mai 1795, après avoir décidé d’environ 2780 exécutions.
Après la Révolution, le palais de la Cité n’étant plus propriété de la Couronne, devient définitivement le Palais de Justice. Un vaste programme de réaménagement des bâtiments y est entrepris dès le début du XIXe siècle pour répondre aux nouveaux besoins de l’institution. Il se poursuivra jusqu’au siècle suivant.
Bien que l’île conserve approximativement sa topographie médiévale jusqu’au Second Empire, les grands travaux d’aménagement reprennent dès le début du siècle notamment après les violentes inondations de l’hiver 1801-1802 qui entraînent la décision de ceinturer de quais l’ensemble de l’île de la Cité. Sa parure de ponts est encore entièrement modifiée et complétée. En 1804, un nouveau pont vient remplacer l’ancien Pont-Rouge sur un axe légèrement différent. Dénommé Pont de la Cité, il comprend deux arches. Ses culées et sa pile en pierre supportent des cintres en fer et un tablier en bois de chêne. Large de seulement 10 m, il est pourtant emprunté par piétons, cavaliers et voitures, chaque utilisateur devant acquitter un péage. Cette circulation excessive génère rapidement un fléchissement du tablier. Le pont d’abord interdit à la circulation et doublé par une passerelle provisoire est finalement détruit en 1811. Un pont suspendu, la Passerelle de la Cité, le remplace en 1842, situé cette fois sur un axe reliant la rue du Cloître-Notre-Dame à la rue Saint-Louis-en-l’Île. En1862, lui sera substitué un pont métallique à arche unique de 64 m d'ouverture
En 1808, un terrain vague situé entre le quai Desaix (actuel quai de la Corse) et la rue (disparue) de la Pelleterie est cédé à la ville pour y transférer le marché aux fleurs et aux arbustes établi jusqu'alors quai de la Mégisserie. Inauguré en 1809, planté d'arbres et agrémenté de deux bassins, le nouveau marché est circonscrit par des bornes le séparant du quai Desaix, de la rue de la Pelleterie, de la rue de la Barillerie (boulevard du Palais) et de la rue de la Lanterne (rue de la Cité depuis 1834). Il est rénové en 1840-1843 par la reconstruction des ses deux bassins, la pose de bordures en granit et d’un dallage en bitume, entre autres travaux. La construction du nouveau tribunal de commerce de 1860 et 1864 ampute la partie ouest du marché. Plusieurs rues (de la Pelleterie et du Marché-aux-Fleurs, Gervais-Laurent, Saint-Pierre-des-Arcis et Sainte-Croix-en-la-Cité) sont alors rasées en 1866 afin d'aménager un nouveau marché inauguré en 1873.
Les salles de l’Hôtel-Dieu supportées par le Pont-au-Double sont abattues entre octobre 1824 et juin 1825. Toutefois, la gêne pour la navigation occasionnée par la faible portée de ses travées conduit à sa complète démolition en 1847. En 1848, il est reconstruit en maçonnerie d'une seule travée de 31 m d'ouverture par les entrepreneurs Gariel et Garnier et supporte dorénavant une voie publique. Mais quelques années plus tard, le prolongement de la rue Monge entraîne l'étude d'un nouveau pont. Il est légèrement décalé par rapport à son emplacement originel afin de créer un axe nord-sud cohérent dans la continuité de la rue et du pont d'Arcole. Un premier projet d'une arche en maçonnerie proposé en 1877 est repoussé et c’est le principe d’une arche métallique qui est retenu par le Conseil municipal en 1879. La proposition d’une arche formée de la réunion de onze arcs en fonte de 31 mètres d'ouverture, présentée par l'ingénieur Jules Lax, est approuvée en mars 1883 et concrétisée dans l'année, en même temps que sont réalisés les nouveaux quais. Les arcs des faces amont et aval ainsi que les corniches sont revêtus de cuivre tandis que le garde-corps est réalisé grâce à un tout nouveau procédé de cuivrage galvanique.
Pont d’Arcole : C'est seulement en 1827 qu'une ordonnance royale autorise la construction du pont, demandée pourtant dès le XVIIIe siècle, entre la place de l'Hôtel de Ville et l’île de la Cité. Construit en 1828 par Marc Séguin, c’est un pont suspendu ouvert à la circulation le 21 décembre de cette même année. D'abord appelé pont de la Grève, il devient deux ans plus tard le pont d’Arcole. Dans son prolongement, on perce sous Louis-Philippe la rue d’Arcole (1836-1837) qui va longer la façade de la cathédrale Notre-Dame jusqu’au Pont-au-Double, en lieu et place de quelques pittoresques mais trop étroites ruelles. La nouvelle rue de Constantine (1838 ; actuelle rue de Lutèce), créée perpendiculairement, rejoint la rue de la Juiverie (actuelle rue de la Cité). En 1854, devenu trop étroit, le pont suspendu est remplacé en moins de trois mois par un ouvrage métallique conçu par les ingénieurs Nicolas Cadiat et Alphonse Oudry, plus solide et mieux adapté au passage des voitures. Large de 20 mètres, c’est un ouvrage novateur, le premier pont parisien sans appui dans le lit du fleuve comportant une arche unique de 80 mètres de portée entièrement réalisée en fer et non plus en fonte, sise entre deux culées en pierre de taille.
Construit en 1828, par l'ingénieur Plouard, il est le plus étroit de la capitale et comprend trois arches de pierre. Son nom évoque l'archevêché de Paris qui se situait au sud-est de Notre-Dame, entre la cathédrale et la Seine et qui fut détruit suite au pillage généré par les émeutes anticléricales de février 1831. Pont à péage, il fait d’abord l’objet d’une concession accordée à la Société du pont des Invalides, rachetée par la ville de Paris en 1850.
Le Pont Saint-Charles disparaît en 1836 pendant une phase de réaménagement de l'Hôtel-Dieu entre le Pont-au-Double et le Petit-Pont. Il est remplacé par une simple passerelle couverte en bois n’obstruant plus la navigation. Cette dernière disparaît à son tour complètement en 1878 en même temps que l’aile Saint-Charles de l’Hôtel-Dieu subsistant sur la rive gauche.
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