明成祖朱棣即位以後，便產生了將明朝的首都由南京遷往北京的念頭，當時的北京還叫北平。朱棣在被冊封為燕王之後，一直在北平生活了三十多年。他決定遷都北平，既有情感上的考慮，也有政治上的思量。當然，最主要的原因還是政治原因。
北平地處北方，中國的農業區和畜牧區恰好交會在此處，往北是畜牧區，往南是農業區。北平的道路四通八達，是聯繫蒙古、東北和中原的紐帶。因此，自古以來，北平就是兵家必爭的軍事要地。若是將首都搬遷到此處，一方面可以保障東北的長治久安，另外一方面也可以遏制北方部落對中原的入侵。
北平在元朝年間被稱為大都，作為當時的首都，它是整個中國的政治、文化和軍事中心。明朝建國以後，元朝的殘餘勢力退到北方。他們對北平始終虎視眈眈，一心想要捲土重來。再加上西北的蒙古部族也對中原居心叵測，遷都北平勢在必行。而且朱棣已在北平苦心經營了三十餘載，當地的政治局勢穩定，經濟發展迅速，這些都為遷都北平提供了可靠的保障。
朱棣登基的第二年，也就是永樂元年（1403年），北平正式更名為北京。永樂五年（1407年），朱棣下令開始在北京籌建皇宮，也就是後來人們所熟知的紫禁城。紫禁城的修建歷時十四年，直至永樂十八年（1420年）才正式完工。紫禁城的整體呈長方形，城的四周都被城牆環繞，城牆高度均在10米以上。紫禁城的南北長961米，東西寬753米，佔地總面積高達724250平方米。為了確保紫禁城的安全，還在城外修建了護城河。
在修建紫禁城的過程中，朝廷總共徵集了二三十萬民工和士兵，此外還有大批的能工巧匠，投入了不計其數的人力、物力和財力。若不是明朝前期國力強盛，根本不可能修建如此恢弘的皇宮。
在紫禁城的修建過程中，出現了一位名叫蒯祥的巧匠。蒯祥在建築設計方面水準極高，因此被委以設計師的重任。人們今天看到的天安門原名「承天門」，最早就是出自蒯祥之手。承天門竣工以後，朱棣驚歎於蒯祥高超的建築才能，賜予他「蒯魯班」的稱號。
除此之外，紫禁城的太和殿、中和殿、保和殿也都是由蒯祥主持建造的。蒯祥對建築尺度的計算十分精通，經他之手完工的建築總是與他原先在設計圖上標注的各項尺寸完全吻合。為了能更加突出皇宮的華麗，蒯祥特意將蘇州彩畫引入紫禁城的建造中，並大量使用琉璃金磚，最終成功達到了預期的效果。
為解決遷都之後即將出現的南北方溝通不暢的問題，永樂九年（1411年），朱棣下令疏浚會通河。四年後，又下令疏浚荒廢已久的大運河，使之再度被啟用，以方便南北交通。
朱棣少年時就迎娶了開國元勳徐達的女兒徐氏，數十年來，夫妻二人情深意篤，相濡以沫。朱棣即位後，便將徐氏冊封為皇后。永樂五年，徐皇后不幸病逝，本應安葬在南京，然而，朱棣出於遷都的考慮，最後將愛妻安葬在了北京的長陵。朱棣死後，便與徐皇后合葬在此。著名的明十三陵就是在長陵的基礎上擴展而成的。
明十三陵位於北京天壽山，是明朝皇帝的墓葬群，始建於永樂年間。明朝總共有十六位皇帝，其中有十三位都埋葬在了這裡，所以才有了「明十三陵」這個稱謂。
永樂十八年底，紫禁城正式竣工。第二年正月，也就是1421年，朱棣率領群臣遷都到北京。由於此事發生在永樂年間，所以也被稱為「永樂遷都」。