修建紫禁城。
朱棣还要解决他在北京的宫殿的问题。在永乐七年（1409年）第一次北巡的时候，朱棣在所谓的“奉天殿”接受臣民的朝贺，实际上，“奉天殿”不过是当初燕王府的承运殿改了个名称而已。如果迁都北京，自然需要有更符合皇帝身份的更高规格的宫殿建筑群。
在此之前，朱棣的父亲曾经在南京和中都凤阳先后营建过规模浩大的宫殿群。朱棣将要建造的北京紫禁城，其形制布局直接源于明南京和中都的宫城。当然，根据学者们的研究，明代北京紫禁城的形制布局与之前的金中都宫城和元大都宫城，也有密切的承袭演变关系。
永乐十四年（1416年）十一月，朱棣命文武群臣一起讨论迁都事宜。由于群臣都清楚迁都是朱棣的夙愿，自然不敢表示反对，而且对迁都北京的合理性做了一番夸颂。廷议群臣共同上奏说：“北京乃圣上龙兴之地，北枕居庸，西峙太行，东连山海，南俯中原，沃壤千里，山川形势，足以控四夷，制天下，诚帝王万世之都。宜敕所司营建。”至此，营建北京宫殿群正式提上了日程。
大规模的宫殿营建，从永乐十五年（1417年）正式开始。但是，从永乐四年（1406年）起，物料采办的工作就已经开始了。物料的采办，包括木、石、砖、瓦等建筑材料。采办木料，需要进入深山之中，工作辛苦。在永乐四年，仅湖湘之地，就役使了十万民众入山采木。当时采、运木料的军民，估计超过百万。四川、浙江、福建，也都是重点的采木区域。四川屏山县中都镇附近的神木祠遗址，便是当初纪念巨木不由人力浮江而下的凭证。督办官员一旦不能认真抚慰役夫，还会激起事变。永乐六年（1408年），北京附近运木的役夫们就有“怨谤语”。永乐七年（1409年），江西安福县因采木而发生了李法良的叛乱。
永乐四年，砖瓦的制造工作开始了。在山东临清，大量官窑正在烧制澄浆城砖。江南苏州、松江（今上海）等地，则专门生产坚如钢铁、润如墨玉的“金砖”，用以铺设内殿。工部在北京设了五个大厂，分别是崇文门外储木材的神木厂、朝阳门外的大木厂、崇文门内“贮薪苇”的台基厂、陶然亭一带烧制青瓦的黑窑厂、和平门外的琉璃厂。据说，今天陶然亭公园的湖泊，就是当年取土制胚的遗迹。
物料筹办停当之后，北京的营建工程在永乐十五年（1417年）六月全面展开。具体管理宫城建设的人是工部营缮司郎中蔡信。明人雷礼《国朝列卿纪》载，“时营建北京，一切调度，俱信承行”。当然，蔡信之下，应当还有大量供其指挥的官吏以及默默无闻的工匠和役夫。他们中的大多数人为北京宫殿建设付出了血汗，但却泯灭在历史之中。不过，幸运的是，来自苏州西南香山的一批杰出工匠，像蒯祥等人，却得以青史留名。20世纪，著名的明史学家谢国桢先生在江南访得一本图书，即《香山小志》。在该书题跋中，谢先生写道：“香山一地，自明初以来，多出工艺哲匠，如明初蒯祥、徐杲等大建筑家。在明永乐以迄正统，北京天安门与三大殿等各项大建筑，多出蒯祥、徐杲诸家之手。二人亦由工匠而至工部左侍郎，成为当时之异数。技巧之妙，有‘活鲁班’之称。”可见，北京的宫殿建设，是凝聚了人民的血汗与智慧的。
故宫养心殿鸟瞰
永乐十八年（1420年），北京宫殿群的建设工程基本竣工。在南北长九百六十米、东西宽七百七十米、面积七十二公顷的矩形平面内，宫殿、楼阁、亭榭密布，内河流经。其恢弘的规模、缜密的设计，是中国建筑史上的一朵奇葩。
竣工同一年的十一月，朱棣发布了次年将在新修的大殿上朝的谕旨。这年年底，朱棣的太子朱高炽和皇太孙朱瞻基也从南京驰赴北京。这表明，从此以后，“南京监国”或“留守”的政府系统也不再必要。
永乐十九年（1421年）正月初一，朱棣在奉天殿接受群臣朝贺。时人萧仪在《皇都大一统颂》中描述了这一场景。这位后来因反对迁都而被杀的官员，以极娴熟的才情对新都的奠定予以颂扬：“是日，天气和朗，瑞日融霁，祥光辉焕，斯有以见天心之眷顾者，极其盛矣。臣庶率相庆忭，九夷八蛮，莫不来廷，山呼之声，远迩欢动。”然而，欢乐之声没有持续太久。就在同一年的四月初八，刚刚完工不到一年的三大殿在一场火灾中化为灰烬。直到朱棣去世，三大殿也没有得到重建。
朱棣的儿子朱高炽即仁宗洪熙皇帝即位后，下令将都城迁回南京。但是，朱高炽没有实现迁都的愿望就去世了。继位的宣德皇帝朱瞻基，虽然仍以南京为都城，但他本人及其行政中心却从来都没有离开过称作“行在”的北京。
直到朱棣的曾孙——正统皇帝朱祁镇统治时期，三大殿才得以修复。正统六年（1441年）九月，三殿、两宫重修完成。十一月初一，十五岁的朱祁镇在奉天殿上接受群臣的朝贺，下诏“罢称北京行在”，在南京各衙门的印信上加上“南京”二字。
明人所绘《皇都积胜图》，描绘了京城及郊外商贾云集的繁华景象。
从此，北京名正言顺地成为明帝国的首都。
