В царствование Федора Ивановича отдельная часть Москвы обнесена стеной из белого камня и получила в народе название Белого города (1587 г.). В 1589 году по согласию бывшего тогда в Москве константинопольского патриарха Иеремии учреждено в России патриаршество, на которое и поставлен московский митрополит Иов. В 1592 году вся Москва со всеми ее посадами обнесена деревянной стеной. При Федоре Ивановиче крымский хан Каза-Гирей вторгся в пределы России, проник до самой Москвы и намеревался ее осадить. Москва была спасена чудным образом: пораженный каким-то страхом, Гирей бежал. В память этого события на том месте, где татары имели свой стан, был построен Донской монастырь, названный по образу Богоматери, принесенному в дар донскими казаками князю Дмитрию Ивановичу.
В Кремле в 1600 году воздвиглась колокольня Ивана Великого: она построена Борисом Годуновым с целью доставить жителям Москвы пособие во время страшного голода, постигшего тогда Москву и другие города России. С этой же целью возведены были и другие сооружения и постройки городов: Белгорода, Оскола, Томска. Царь Борис выписал для Москвы иностранных докторов и открыл несколько аптек. При нем же закрепощены крестьяне и положено начало флоту: были куплены два корабля в Любеке со всеми принадлежностями и даже с матросами. По его же повелению отлит громадный колокол в 10 тысяч пудов, перелитый впоследствии и получивший в народе название Царя-колокола.
Так называемое Смутное время на Руси, само собой разумеется, оставило на Москве свои ужасные следы: Москва была поджигаема, разоряема, жители убиваемы десятками тысяч, но все это не пошатнуло значения Москвы, не уничтожило ее влияния как столицы. Напротив, все к Москве стремилось, все хотело захватить Москву как центр самостоятельности Русского государства. Однако же и в это несчастное для Москвы время строились дома, дворцы. Так построил себе дворец Лжедмитрий с огромными львами у крыльца, которые возбуждали ужас у москвичей и служили одной из причин недоверия к самозванцу. Шуйский приказал их разорить, построив себе скромный деревянный дворец в Кремле.
Царствование В. И. Шуйского было одним из несчастнейших для Москвы и для всей России. При нем появился второй самозванец и укрепился под Москвой, в Тушине. При нем же совершилась и знаменитая осада поляками Троице-Сергиевой лавры, столь доблестно отбитая осажденными.
По удалении с престола царя Василия Ивановича в Москве было почти полное безначалие, и никто не мог ручаться ни за свое имущество, ни за свою жизнь. Учрежденный тогда в Москве совет из знатнейших бояр ничего не значил. Москва была в руках поляков, и, казалось, слава ее меркла, и сама она готова была перейти в руки иноплеменников.
Но на помощь Москве явились доблестные люди — патриарх Гермоген, нижегородский гражданин Минин, князь Пожарский, — и Москва, а с ней и вся Россия были спасены.
С воцарением Михаила Федоровича Романова все в Москве пришло в обычный порядок вещей, и Москва начала как бы вновь процветать: полусгоревшая деревянная стена сломана и заменена Земляным валом с 34 воротами, который окончен в 1618 году. Полуразрушенные церкви, дома и дворцы быстро исправлялись, принимая прежний свой вид, и, как воспоминание о пребывании в столице врага, который был из нее изгнан, в 1625 году князем Пожарским был воздвигнут собор Пресвятой Богородицы Казанской.