从17世纪中叶到第二次世界大战前后，共计300余年。这一时期，土木工程逐渐成为一门独立学科。1638年义大利学者伽利略发表了《关于两门新科学的对话》，首次用公式表达了樑的设计理论。1687年牛顿总结出力学三大定律，为土木工程奠定了力学分析的基础。随后在材料力学和弹性力学的基础上，法国的纳维于1825年建立了土木工程中结构设计的容许应力法。从此，土木工程便有了比较系统的理论指导。材料方面，1824年波特兰水泥的发明以及1867年钢筋混凝土开始应用是土木工程史上的历史性事件。由于混凝土及钢材的大规模生产得以