В 1909 г. были введены правила организации, которые до настоящего времени действуют во всех итальянских университетах: появились факультеты юриспруденции, литературы, медицины, фармацевтики и естественных наук. С 1952 г. при университете функционирует Центр документации, в настоящее время переименованный в Институт религиозных исследований (Istituto per le scienze religiose di Bologna), в его библиотеке хранится архив второго Ватиканского собора. Облик Болоньи определяют средневековые жилые башни (в XIV в. их насчитывалось около 170; самая высокая, Торре Азинелли (начало XI в.), достигала почти 100 м), дворцы, портики и улицы XIV–XVI вв., перекрытые аркадами (общая протяжённость 34 км); вдоль дороги, ведущей к церкви Мадонна ди Сан-Лука (за пределами города), находится самая длинная в мире галерея протяжённостью 3,5 км, с более 600 арками. Огромную роль в развитии города сыграла программа перестройки города (в которой принял активное участие Аристотель Фьораванти), осуществлённая семьёй Бентивольо, правившей в Болонье в конце XV в. Основы церковной архитектуры Болоньи были заложены в романскую эпоху, но значительный вклад внесла готика: наиболее известны церковь св. Франциска (XIII в.) и церковь св. Петрония (см. также ст. Чертоза). Эпоха Возрождения затронула городскую архитектуру в меньшей степени, однако фасады и интерьеры многих церквей были перестроены (Сан-Джакомо Маджоре, Сан-Джованни ин Монте и др.; оригинальная постройка того времени – церковь Сан-Микеле ин Боско). Кафедральный собор Сан-Пьетро был заложен в начале X в. и несколько раз полностью перестраивался (в романском стиле в 1161–1165 гг., в готическом и барочном в конце XVI в., архитектор Пеллегрино Тибальди, инициатива перестройки принадлежала архиепископу Габриеле Палеотти; фасад перестроен в 1746–1748 гг.). Строительство церкви Сан-Петронио, которая находится на главной площади, было начато в 1390 г. Она возводилась в память святого – покровителя Болоньи, который почитался как устроитель города, его защитник и даже как основатель университета (ошибочно). Строительство церкви велось на средства коммуны. Работами руководила специальная группа доверенных лиц (fabbricieri), куда входили учёные, торговцы, художники и др. Проект (архитектор Антонио ди Винченцо) был представлен в виде модели большого размера из кирпича и дерева. Храм должен был превзойти римский собор св. Петра и стать самым большим в мире (по проекту 183х137 м в плане); его структура, размеры травей и боковых нефов, общий план опор были близки собору во Флоренции, а удвоенное число капелл для каждой из травей следовало практике монастырских церквей Северной Италии. Под строительство магистратом были конфискованы и снесены дома, башни и восемь церквей в центре города. Работы продолжались до третьей четверти XVII в. (декор фасадов не завершён до сих пор). В проектировании, строительстве и украшении храма принимали участие многие архитекторы и скульпторы (Д. Аймо, Э. Секкаденари, А. Ломбардо, Бальдассаре Перуцци (в 1521–1522 гг.), Джакомо да Виньола, Джулио Романо, Пеллегрино Тибальди (в 1571 г.), Андреа Палладио (в 1572–1579 гг.), Джироламо Райнальди (в 1626 г.), М.А. Тези (в 1749 г.), Карло Франческой Дотти (в 1748, 1752 гг.); в настоящее время их чертежи и рисунки собраны в музее церкви Сан-Петронио.