К 1200 г. Вена становится вторым по величине после Кёльна городом Римско-Германской империи. После перенесения Леопольдом VI Бабенбергом герцогской резиденции в Вене в начале XIII в. и провозглашения её в середине XIV в. Рудольфом IV Габсбургом столицей герцогства, город приобрёл значение важного духовного и религиозного центра. У исследователей существует точка зрения, что уже Генрих II Бабенберг перенёс в 1156 г. герцогскую резиденцию в Вене, а в 1172 г. в некоторых источниках она называется «civitas metropolitana» («столичный город»). При герцоге Леопольде VI полностью кодифицируется городское право. К этому же времени относится первое упоминание герба Вены – одноглавого орла (с 1461 г. – двуглавый орел). В 1237 г. император Фридрих II занимает город в ходе борьбы с герцогом Фридрихом II Бабенбергом. Вена стала имперским городом и получила широкие привилегии. В 1238 г. город опять на короткое время перешёл к Бабенбергам, но после пресечения династии подчинился дому Гогенштауфенов и стал резиденцией имперского штатгальтера (управителя), а позднее маркграфа Германа Баденского, супруга Гертруды Бабенбергской. После его смерти Австрия с Веной перешла под власть Пржемысла II Отакара, будущего короля Чехии. В борьбе Отакара с Рудольфом I Габсбургом Вена выступила на стороне Чехии. В 1276 г. Альбрехт I Габсбург подчинил её и расширил бабенбергские и штауфенские привилегии. В 1282 г. впервые был упомянут бургомистр города. Господство Габсбургов в Вене было непрочным, о чём свидетельствуют восстания 1287–1288 и 1308 гг. Рудольф IV Габсбург в 1365 г. основал в Вене университет, а также капитул каннониката св. Стефана. В эпоху Крестовых походов через Вену трижды (1096, 1147 и 1190 гг.) проходили рыцари и пилигримы, направлявшиеся в Святую землю. В 1155 г. в Вену были призваны шотландские монахи, основавшие несколько монастырей. Впоследствии шотландские монахи стали опорой династии Габсбургов, помогая им как в духовной сфере, так и в финансовой, безвозмездно предоставляя большие суммы на военные нужды в годы войн с Яношем Запойяи и с Османской империей. Помимо шотландцев в Вене появились цистерианцы и премонстранты, которые основали мужские и женские монастыри, в XIII в. – иоанниты и францисканцы, а в начале XIV в. – доминиканцы и августинцы. На рубеже XIII–XIV вв. помимо уже существовавших трёх приходов: церкви св. Стефана, церкви св. Михаила и Шотландской церкви в Вене появилось ещё 14 новых в самом городе и 12 вне его стен. При Альбрехте V (1404–1439 гг.) начались гуситские войны, которые затронули и Австрию, а в 1420–1421 гг. в Вене произошли крупнейшие в Европе еврейские погромы, после которых город покинули еврейские купцы. В течение всего XV в. Вена переходила из рук в руки, пока власть над ней не установил венгерский король Матьяш Хуньяди (1485 г.). После его смерти все австрийские владения перешли к Максимилиану I Габсбургу (1490 г.).