Un primo segnale del rinnovamento urbano è dato nel 1404 dalla concessione da parte del papa avignonese Benedetto XIII di istituire uno Studium Generale a Torino, confermata nel 1412 dall’imperatore Sigismondo. Al principio l’Università tuttavia funziona in modo discontinuo, perché i docenti preferiscono risiedere e insegnare a Chieri e a Savigliano, considerati più salubri durante le ricorrenti epidemie; soltanto nel 1436 l’ostinazione del consiglio comunale di Torino ottiene le patenti ducali che stabilirono in città la sede definitiva dello Studium. L’edificio, ora non più esistente, che lo ospitava sorgeva allora in via San Francesco, davanti alla chiesa di San Rocco e accanto alla Torre Civica.

Nel corso del Quattrocento Torino si avvia a diventare uno dei centri burocratici più importanti del territorio sabaudo, da quando la città era passata, con l’estinzione nel 1418 del ramo degli Acaia – che le avevano preferito Pinerolo – alle dipendenze dirette del duca Amedeo VIII di Savoia, al quale si deve la riorganizzazione dello Stato. Da questo momento, grazie anche al prestigio della sua sede episcopale, la città funge occasionalmente da sede del principe e della sua corte; in particolare vi si riunisce con una certa frequenza il Consilium cum domino residens, organismo itinerante al seguito del signore con funzioni politico-amministrative e giudiziarie su tutti i domini, anche se non mancano occasioni in cui le sue sessioni si tengono ancora nei castelli adiacenti.

In seguito un nuovo organismo amministrativo con competenze specifiche per l’area al di qua delle Alpi, chiamato Consiglio Cismontano, decide di fissare la propria sede a Torino in considerazione della migliore collocazione stradale della città verso la pianura lombarda; dal 1459, infine, vi si stabilizza in modo permanente, riunendosi nel castello di Porta Fibellona, anche per la partecipazione di personale burocratico uscito dallo Studio torinese.

Un altro segno del rinnovamento urbano è dato dall’acquisto nel 1472 da parte dal Comune di Torino del primo nucleo dell’attuale Palazzo Civico, mentre in precedenza il consiglio si riuniva presso case private o nella Torre. L’attrazione esercitata dalla città dalla seconda metà del secolo XV favorisce un’inversione di tendenza del flusso demografico negativo: il nuovo periodo di crescita è certo in connessione con lo sviluppo della nuova centralità politica della città; grazie all’immigrazione, al principio del secolo successivo la popolazione raggiunge infatti 5-6000 unità, raddoppiando rispetto a cento anni prima, e si espande nei sobborghi cresciuti fuori porta Segusina e porta Doranea e sorti vicino al ponte sul Po.

Il secolo si chiude con la significativa trasformazione del vecchio complesso della Cattedrale: un primo intervento avviene negli anni Sessanta con l’erezione del nuovo grande campanile (1469), ma un radicale rinnovamento architettonico si ha con il vescovo Domenico della Rovere, prelato della curia romana con il titolo di cardinale di San Clemente, che lascia il suo ricordo di mecenate in forme fin allora sconosciute in Piemonte, facendo edificare il nuovo Duomo secondo i dettami rinascimentali su progetto di Bartolomeo di Francesco di Settignano, detto Meo del Caprina: i lavori hanno inizio nel 1491 e si protraggono fino al 1505, quando la chiesa viene solennemente consacrata.