Sino al 1622 Torino non crebbe di dimensioni, l'unica aggiunta fu la Cittadella, ma s’iniziò a trasformarla in vera capitale rappresentativa della potenza dello splendore dei duchi.

Furono potenziate le mura e migliorato il palazzo dell’arcivescovo ove il duca risiedeva, livellate le strade, abbellite le facciate, in un progressivo progetto di riqualificazione urbana.

La Cittadella, opera di Francesco Paciotto, fu iniziata nel 1564. Ebbe fama internazionale come strumento di difesa d’avanguardia e fu copiata altrove in Europa (innanzitutto ad Amsterdam). Era  enorme, specie in rapporto alla città, estendendosi su poco meno di 285.000 mq (sulla pianta urbana attuale, dalla stazione di Porta Susa, a piazza Arbarello e corso principe Oddone), composta di cinque bastioni che intervallavano lunghe muraglie rettilinee, «cortine»,  era approvvigionata d’acqua con un’enorme cisterna, di oltre 30 m di diametro la cui scala a doppia elica era percorsa da carri trainati da cavalli che portavano le botti.

Dal 1584, su progetto di Ascanio Vitozzi, fu iniziata l’edificazione di Palazzo Reale, allora Ducale, attorno a cui si plasmò la «zona di comando» di piazza Castello, sede d’istituzioni e organi di Stato. Il palazzo fu proseguito da Carlo di Castellamonte e da altri architetti, per tre secoli.

A inizio Seicento iniziarono i progetti per espandere la città verso sud (attuale via Roma, allora via Nuova) che si sarebbero completati un ventennio dopo, con una zona residenziale elegante per la capitale.