Sau khi định đô tại Thăng Long, vua Lý Thái Tổ đã xây dựng các cung điện, lầu gác để làm nơi thiết triều và nơi ở của nhà vua và hoàng gia. Dưới thời Lý, kinh thành Thăng Long được xây dựng gồm ba vòng thành: Cấm thành, Hoàng thành và Đại La thành. Theo Việt sử lược (thế kỷ 14) thì năm 1010, bình đồ Hoàng thành Thăng Long được vua Lý Thái Tổ xây dựng như sau: chính giữa là điện Càn Nguyên (sau đổi thành điện Thiên An); phía Đông có điện Tập Hiền và cửa Phi Long; phía Tây là điện Giảng Vũ và cửa Đan Phượng, phía Nam là Cao Điện, thềm Long Trì, hai bên Long Trì có hành lang, phía Bắc (sau điện Thiên An) có hai điện Long An và Long Thụy, cạnh hai cung điện này phía Đông có điện Nhật Quang, phía Tây là điện Nguyệt Minh, sau nữa lại có cung Thúy Hoa. Ngoài ra, còn có chùa Hưng Thiên, lầu Sao Ngũ Phượng (Ngũ Phụng tinh lâu). Năm 1011, xây tiếp cung Thái Thanh, chùa Vạn Tuế, nhà chứa kinh Trấn Phúc. Đại Việt sử ký toàn thư còn cho biết thêm: "Năm 1029, vua cho sửa chữa và xây dựng lại điện Thiên An và các cung điện ở đây: phía Đông có điện Tuyên Đức, phía Tây có điện Thiên Phúc, phía trước có Long Trì, phía Đông Long Trì có điện Văn Minh, phía Tây có điện Quảng Vũ và hai chung lâu; phía Nam có điện Phụng Thiên, trên có lầu Chính Dương, phía Bắc có điện Trường Xuân và Long Các". Năm 1203, đời vua Lý Cao Tông xây cung mới ở phía Tây: chính giữa có điện Thiên Thụy, quanh điện này phía Đông có điện Dương Minh, phía Tây có điện Thiềm Quang, phía Nam có điện Chính Nghi, trên có điện Kính Thiên và thềm Lệ Giao; phía Nam có cửa Vĩnh Nghiêm, phía Tây có cửa Việt Thành, phía Bắc có điện Thắng Thọ, trên có gác Thánh Thọ, phía Đông có gác Nhật Kim, phía Tây có gác Nguyệt Bảo và tòa Lương Thạch, nhà Dục Đường, gác Phú Quốc, cửa Thấu Viên, ao Dưỡng Ngư, trên ao có đình Ngoạn Y, “ba mặt đình trồng hoa thơm cỏ lạ, nước ao lại thông với sông, cách chạm trổ, trang sức khéo léo, công trình thổ mộc đẹp đẽ, xưa chưa từng có vậy”.
Gốm kiến trúc thời Lý phổ biến là các loại gạch, ngói với nhiều kiểu dáng phong phú. Gạch thường có màu hồng nhạt hay xám mịn với các loại hình: gạch chữ nhật, gạch vuông, gạch bát giác được chạm trổ, in khuôn hình hoa cúc, hoa sen, rồng uốn trong khung lá đề rất mềm mại. Đặc biệt, một số viên gạch được khắc chữ Hán ghi niên đại tạo tác như: “Lý gia đệ tam đế Chương Thánh Gia Khánh thất niên tạo” hay “Lý gia đệ tam đế Long Thụy Thái Bình tứ niên tạo” đã khẳng định về tinh thần độc lập tự chủ của quốc gia Đại Việt.
Dưới thời Lý, đạo Phật có điều kiện thuận lợi để phát triển mạnh mẽ. Trên khắp cả nước có khoảng 300 ngôi chùa tháp được các đời vua Lý cho trùng tu hoặc xây mới. Trong đó, có nhiều danh lam nổi tiếng như: chùa Diên Hựu (Một Cột), chùa Vạn Phúc (Phật Tích), tháp Bình Sơn… Gắn liền với những công trình kiến trúc Phật giáo còn phải kể đến mảng điêu khắc mỹ thuật cũng rất độc đáo, chủ yếu được thể hiện trên các hiện vật kiến trúc: chân đế cột chạm hình hoa sen, cửa vòm chạm hình hoa cúc dây, ngói lợp diềm mái trang trí hình lá đề - đây cũng là hình ảnh có mặt ở tất cả các chùa Phật và công trình kiến trúc thời Lý… Tất cả đều là những dấu ấn sâu đậm của Phật giáo trên các hiện vật kiến trúc tại kinh thành Thăng Long.
Ngói thời Lý khá đa dạng với các loại hình gồm ngói bò úp nóc, ngói ống, ngói âm, ngói mũi sen. Trên một số vị trí, đầu ngói và lưng ngói được trang trí hoặc được gắn thêm các hình lá đề có trang trí rồng, phượng, hoa sen, hoa cúc… với hàng chục biến thể khác nhau. Ngoài ra, rất nhiều các tượng đầu rồng, đầu phượng cũng đã được tìm thấy. Với việc phát hiện số lượng lớn các loại ngói lợp và tượng linh thú bằng đất nung trang trí đã cho thấy các công trình kiến trúc trong Hoàng thành Thăng Long thời Lý từng được xây dựng rất công phu, đẹp đẽ và tráng lệ.
Với những phát hiện khảo cổ học Hoàng thành Thăng Long đã minh chứng rằng các di tích và tầng văn hoá chồng xếp lên nhau qua nhiều thời kỳ lịch sử một cách liên tục. Những di vật được tìm thấy nhiều nhất ở đây là gạch ngói và đồ gốm với những hoạ tiết độc đáo: như hoa sen, hoa cúc, hoa mẫu đơn, văn đồng tiền cùng với những trang trí hình rồng, hình phượng. Mỹ thuật thời nhà Trần là sự nối tiếp và phát triển mỹ thuật thời nhà Lý nhưng cách tạo hình lại khoáng đạt và khỏe khoắn hơn. Yếu tố mà đã tạo nên nét đặc trưng đó là sự giao lưu văn hóa rộng rãi, tinh thần thượng võ được phát huy mạnh mẽ. Một số công trình kiến trúc tiêu biểu của thời nhà Trần như Hoàng thành Thăng Long, khu cung điện Thiên Trường (Tức Mặc, Nam Định), khu lăng mộ An Sinh (Quảng Ninh), lăng Trần Thủ Độ (Thái Bình), những ngôi cổ tự ở núi Yên Tử (Quảng Ninh), Bối Khê (Hà Tây, Hà Nội), tháp chùa Phổ Minh (Nam Định), tháp Bình Sơn (Vĩnh Phúc). Gốm kiến trúc thời Trần có nhiều chủng loại phong phú từ đồ đất nung dùng trong xây dựng cho đến các loại gốm gia dụng được gia công chế tạo một cách trau chuốt, mỹ thuật.
Kinh thành Thăng Long thời Trần, về cơ bản vẫn dựa trên nền tảng của thời Lý. Ngoài việc xây dựng ở bên trong Hoàng thành, nhà Trần trong 175 năm tồn tại (1225 - 1400) vừa trùng tu công trình cũ, vừa xây dựng mới một số công trình kiến trúc ở Thăng Long. Dưới thời Trần, kinh thành Thăng Long tiếp tục được xây dựng, mở mang và củng cố. Năm 1243, nhà Vua cho đắp lại vòng thành giữa - Hoàng thành, với tên gọi mới là Phượng thành. Các cổng thành được xây dựng kiên cố theo mẫu tam quan gồm có một cổng chính giữa và hai cổng phụ ở hai bên, phía trên có lầu gác. Trong Cấm thành có các cung điện riêng biệt: cung Quan Triều (nơi ở của nhà vua), cung Thánh Từ (nơi ở của Thái Thượng Hoàng sau khi truyền ngôi cho con), điện Diên Hiền (nơi nhà vua làm việc), điện Tập Hiền (nơi họp mặt quan lại và danh sĩ), điện Diên Hồng (nơi diễn ra hội nghị)… Thành Thăng Long được quy hoạch thành hai khu vực: khu vực thành mang tính chất hành chính; khu vực thị là nơi ở của nhân dân, bố trí thành từng phường, tập trung theo ngành nghề sản xuất. Sinh hoạt văn hóa tại kinh thành Thăng Long tập trung vào những ngày đầu năm, ngày hội mùa.
Vào giai đoạn đầu, nhà Trần dường như có sự kế thừa gần như nguyên vẹn hệ thống các công trình kiến trúc của thời Lý nhưng về sau thì đã có sự thay đổi về mặt quy hoạch của kinh thành Thăng Long. Vật liệu kiến trúc thời Trần cũng khá tương đồng với thời Lý nhưng được cải tiến theo hướng mỏng và nhẹ hơn, các tượng trang trí trên mái như đầu rồng, đầu phượng, uyên ương... cũng được thiết kế rỗng lòng bên trong, góp phần giảm đáng kể trọng lượng cho bộ mái, giúp việc xử lý nền móng được đơn giản hơn. Qua những dấu tích còn để lại, có thể thấy rằng các công trình kiến trúc thời Trần có quy mô không to lớn, bề thế như kiến trúc thời Lý, thay vào đó nó đơn giản và có những sắc thái riêng biệt tạo nên nét đặc trưng của kiến trúc thời Trần trong hệ thống di tích Hoàng thành Thăng Long.
Mô hình giả định trang trí mái kiến trúc thời Lý - Trần
Gạch hoa sử dụng phổ biến trong các công trình kiến trúc thời Trần, chủ yếu dùng để lát nền nhà hoặc đường đi. Gạch có nhiều kích thước và hình dáng khác nhau, thông thường hình vuông cạnh 38 cm, dày 6 - 9 cm, được chạm nổi, có bố cục hoàn chỉnh, được chế tạo bằng khuôn theo phương pháp in hoa trên mặt viên gạch khi đất còn mềm hoặc dùng khuôn hoa văn để tạo hình. Trên mặt viên gạch trang trí những đường viền nổi bên ngoài, bên trong là hoa cúc chen nhau nhiều cánh. Các họa tiết trên viên gạch sắp xếp hợp lý, chủ đề chính trong hình tròn tạo cảm giác nhẹ và hài hòa với hình dạng vuông nhưng dày và thô của viên gạch. Loại gạch này cũng có thể dùng để ốp mặt ngoài của công trình xây dựng tạo nên mảng tường chạm nổi.
Đầu rồng và đầu chim phượng được chế tác bằng đất nung, là một trong những loại hình dùng để trang trí kiến trúc. Đầu rồng được tạo tác sắc sảo với các đặc điểm riêng về mào lửa, bờm râu, trong miệng rồng có ngậm hạt ngọc. Đầu rồng thường được sử dụng trang trí trên cung điện của vua ở và làm việc. Trong khi đó, đầu chim phượng được gắn trên đầu mái cung điện hay những nơi sinh hoạt của hoàng hậu. Hình tượng chim phượng có đầu nhỏ, mắt tròn, phần bờm được trau chuốt nhẹ nhàng, thể hiện sự mềm mại. Tuy không còn nguyên vẹn nhưng hiện vật đầu rồng và đầu phượng thời Trần đã phần nào tái hiện lại cảnh sắc của hoàng thành Thăng Long với những kiến trúc hoành tráng, có hình độ thẩm mỹ, mang đậm bản sắc dân tộc.
Không có nhiều tư liệu để phục dựng lại kiến trúc thời Mạc một cách chân xác. Tuy nhiên, qua những vật liệu tìm được từ những phế tích người ta cũng hình dung được đôi nét về kiến trúc thời kỳ này. Thứ nhất, nhóm kiến trúc cung đình gồm có các cung điện và công sở phục vụ cho công việc triều đình. Thứ hai, nhóm kiến trúc phục vụ các mục đích tín ngưỡng, tôn giáo của Hoàng gia. Thứ ba, nhóm kiến trúc tôn giáo, tín ngưỡng, gồm các công trình tôn giáo phục vụ cho triều đình và nhân dân trong kinh thành. Cuối cùng, nhóm kiến trúc dân sự, gồm kiến trúc dân sinh và phường thợ. Với sự phổ quát của các vật liệu gỗ, gạch, thức vì kèo, kiến trúc Mạc cũng đặt được nền móng cho sự phát triển rực rỡ của các giai đoạn nghệ thuật thế kỷ 17 - 18. Các vật liệu bằng đá và đất nung, trong đó vật liệu làm bằng đất nung chiếm đa số. Vật liệu đá: Loại hình chính là chân đá tảng kê cột và lan can trang trí bông sen hai lớp cánh. Lan can đá được tạo tác đơn giản, không có hoa văn trang trí, chủ yếu được bổ ô và ngăn cách với nhau bởi các trụ đứng hình con tiện, đỉnh trụ tạo hình nụ sen. Vật liệu đất nung: gồm có bốn loại hình chính: gạch, ngói, diềm trang trí và tượng con giống trang trí. Các loại gạch dùng để xây bó móng như gạch vồ, trên một mặt rộng, rìa cạnh hay đầu viên gạch đều có hoa văn trang trí với nhiều đề tài phong phú như rồng yên ngựa, chuột chầu sen, cá hoá long, hoa sen hay các loại linh thú khác như kỳ lân, nghê... Đối với gạch lát nền, đa số đều để trơn, bề mặt nhẵn, còn phát hiện nhiều mảnh gạch lát nền trang trí nổi hoa văn đồng tiền. Ngói mũi sen có nhiều biến thể đa dạng, nhiều kích cỡ và hoa văn trang trí khác nhau. Ngói gồm có hai loại cánh đơn và cánh kép. Có loại được trang trí nổi bông sen ngay đầu viên ngói, có loại trang trí hoa dây trên phần lưng của ngói. Diềm trang trí: Về loại hình, diềm trang trí có hai loại cơ bản là trang trí bờ nóc và trang trí diềm mái. + Trang trí bờ nóc có hai loại, đó là diềm trang trí hình hoa thị và diềm trang trí dạng tản vân. Đề tài trang trí trên diềm mái tập trung chủ yếu là đề tài hoa lá, nhũ đinh và số ít trang trí rồng. Đường nét trang trí có sự đơn giản, thô cứng và phóng khoáng. Tượng con giống trang trí: có số lượng ít, chủ yếu là các mảnh tượng rồng. Tượng rồng được thể hiện nhiều ở dạng phù điêu, chỉ có một số ít là dạng tượng tròn, bên trong rỗng. Tượng được làm bằng đất nung màu xám xanh và màu vàng gạch (Nguồn Bảo tàng Lịch sử Quốc gia).
