Năm 1802, sau khi đánh bại nhà Tây Sơn và thống nhất lãnh thổ từ Ải Nam Quan đến Mũi Cà Mau, Nguyễn Ánh lên ngôi hoàng đế lấy hiệu là Gia Long, chọn Huế làm kinh đô của triều đại mới — nhà Nguyễn.
Kinh thành Huế được xây dựng theo kiến trúc kinh thành phương Đông kết hợp với kỹ thuật phòng thủ kiểu Vauban của Pháp, với Hoàng thành bên trong là nơi thiết triều và Tử Cấm Thành là khu vực riêng của hoàng gia. Công trình kéo dài nhiều thập niên và huy động hàng chục nghìn nhân công.
Huế trở thành trung tâm chính trị, văn hóa và tôn giáo của cả nước trong suốt 143 năm triều Nguyễn. Di sản kiến trúc từ thời kỳ này — các lăng tẩm, đàn tế, cung điện — vẫn còn đến ngày nay và là nền tảng để Huế được UNESCO công nhận là Di sản Thế giới.