ב-13 בדצמבר 1949 הכריזה ממשלת ישראל באופן רשמי כי ירושלים היא בירת המדינה, וזאת בתגובה להחלטה 303 של האומות המאוחדות שהעיר תהיה בינלאומית. החלטה זו האיצה את מעבר משרדי הממשלה לעיר, וזה נעשה באופן חפוז והסתיים עד יולי 1950. משרד ראש הממשלה עבר לירושלים שלושה ימים לאחר ההכרזה (והשתמש בבניין המוסדות הלאומיים כמשכן זמני). הכנסת עברה לבית פרומין ב-26 בדצמבר 1949.
ב-14 בנובמבר 1950 נערכו בחירות מוניציפליות, ומועצת העיר הנבחרת הראשונה התכנסה ב-14 בנובמבר 1950. קשיים קואליציוניים הביאו לבחירת שלמה זלמן שרגאי, ממנהיגי תנועת הפועל המזרחי, כראש העיר, אולם הוא התפטר ב-22 באוגוסט 1952 ובמקומו נבחר יצחק קריב, שכיהן כראש העיר עד 3 באפריל 1955.
ראשית הקמת מבני השלטון והאתרים הממלכתיים.
ב-10 באוגוסט 1949 חוקקה הכנסת את חוק העלאת עצמותיו של בנימין זאב הרצל. כעבור שלושה ימים יצאה משלחת רשמית מטעם המדינה למקום קבורתו בווינה שבאוסטריה על מנת להסדיר את העלאת עצמותיו ועצמות אחותו והוריו. ועדה מיוחדת אשר הוקמה על ידי ממשלת ישראל בחרה עוד קודם לכן, ב-7 בינואר 1949, את אתר הקבר, שנקרא על שמו (הר הרצל), ובכ"ב באב בנוכחות משמר כבוד ונציגי כל יישובי מדינת ישראל החדשה, בהתאם לצוואתו של הרצל, נערך הטקס הרשמי הראשון בעיר, אשר כלל הנחת אדמה שהובאה מכל אחד מהיישובים באתר הקבר. בסמוך הוחלט להקים את בית הקברות הצבאי על מורדותיו הצפוניים של הר הרצל, ובטקס שנערך במקום נקברו בו מאות חללי מלחמת העצמאות וביניהם חללי הקרב על גוש עציון.
בהיעדר גישה לעיר העתיקה ולכותל המערבי, בניגוד להסכמי שביתת הנשק אשר קבעו שתותר גישה כזו, האתר המקודש ביותר בירושלים המערבית היה הר ציון, שבו אתר המזוהה כקבר דוד המלך, ואשר מגגו ניתן היה לצפות אל הכותל המערבי והר הבית. האתר הועבר לידי משרד הדתות והוקמה ועדה מיוחדת על מנת לטפל בהר. הוועדה הורתה על שיפוץ מבנה הקבר, והוא כוסה בדגל ישראל ובפרוכת, וכן הוצבו עליו 22 כתרי תורה, כמספר מלכי בית דוד. בגג המבנה נבנה חדר עבור נשיא המדינה שנקרא "חדר הנשיא", ובסמוך הוקם מבנה ההנצחה הראשון לזכר השואה - מרתף השואה, אשר נחנך ביום הקדיש הכללי בינואר 1950. מיקום מרתף השואה נבחר בשל קרבתו לקבר דוד וסמיכותו היחסית לכותל המערבי, ונתפס כאתר הדתי החשוב ביותר במדינת ישראל.
פיתוח העיר בראשית שנות ה-50.
בשנת 1951 החל האדריכל אריה שרון בתכנון קריית הממשלה בגבעת רם. על פי התכנון, הוקמה קריית עיר גנים ובנייניה מרוחקים זה וביניהם שטחים ירוקים ומגרשי חניה. המתכנן הראשי של המבנים היה האדריכל יוסף קלארווין, אשר תכנן שבעה בנייני ממשלה. בשל קשיי תקציב המבנה היחיד שהושלם עד שנת 1954 היה מבנה משרד האוצר.
במקביל, תכננו האדריכלים היינץ ראו, ריכרד קאופמן ויוסף קלארווין את קריית האוניברסיטה בגבעת רם. הקריה נחנכה בשנת 1954, עם השלמת בניית מספר מבני כיתות.
קלארווין אף תכנן בשנת 1951 את מתחם רחבת הקבר של הר הרצל, אשר כללה גם את מתחם הקברים של מנהיגי האומה.
בשנת 1953 הוחלט על הקמת יד ושם - רשות מחקר והנצחת השואה, והוחלט שהרשות תפעל מהר הרצל. במקביל נבנה היכל שלמה - מושב הרבנות הראשית, אשר תוכנן אף הוא כמבנה שלטוני על ידי האדריכל אלכסנדר פרידמן.
לעומת סממנים ממלכתיים אלה אשר הוקמו בעיר המערבית, העיר המזרחית קפאה על שמריה. עבדאללה, מלך ירדן נהג אמנם לבקר בעיר לעיתים קרובות אולם הרצחו ביולי 1951 בצאתו מתפילה במסגד אל-אקצא הפסיק את הביקורים המלכותיים בעיר. אף שהעיר הוכרזה רשמית כבירתה השנייה של ממלכת ירדן, לא נבנו בעיר מבני שלטון, ועיקר הבנייה התמקדה בבניית מחנות צבא ומתקנים צבאיים. מצודת העיר, אשר בתקופת המנדט הבריטי שמשה כמוזיאון היסטורי, הפכה למחנה צבאי, ועמדות של הלגיון הערבי נבנו לכל אורך חומתה המערבית של העיר העתיקה. במחנות הצבא שנבנו בתקופה זו על מורדות הר הזיתים נעשה שימוש במצבות בית הקברות היהודי.
בעקבות הרצחו של עבדאללה, החליטה ממשלת ירדן בשנת 1951 כי משרדי הממשלה בעיר יהיו כפופים למשרדים בעמאן. מחאותיו של ראש עיריית ירושלים הירדני, עארף אלעארף נדחו על ידי השלטונות.
אמצע שנות ה-50.
משברים פוליטיים רבים מנעו את תפקודה של עיריית ירושלים. בשל העדר התפקוד והקריסה המוניציפלית הוקמה באפריל 1955, בהוראת שר הפנים ישראל בר יהודה, ועדה קרואה לעיר. בראש הוועדה עמד הממונה על מחוז ירושלים במשרד הפנים, ש. ב. ישעיה, והיא ניהלה את העיר עד ה-22 באוגוסט 1955. בעקבות בחירות שנערכו ב-26 ביולי נבחר גרשון אגרון לתפקיד ראש העיר, תפקיד אותו מילא עד פטירתו ב-2 בנובמבר 1959. לצדו פעל סגנו, מרדכי איש שלום.
באמצע שנות ה-50 הושלמה בניית שני משרדי ממשלה נוספים בגבעת רם – משרד הפנים ומשרד ראש הממשלה, וכן נבנו בניין הספרייה הלאומית בגבעת רם, ומבני הפקולטות למשפטים, לבוטניקה ולפיזיקה, בית הכנסת האוניברסיטאי ובית הספר התיכון ליד האוניברסיטה.
בשנת 1956 החלה בניית קריית בית החולים הדסה עין כרם, לפי תוכניתו של האדריכל יוסף נויפלד, וזו הסתיימה בשנת 1960. בית החולים נפתח בשנת 1961. בשנת 1959 הסתיימה בניית המבנים המרכזיים של יד ושם ובהם בניין המנהלה של המוסד, הספרייה, הארכיון ורחבת הזיכרון. מבנה מרכזי נוסף שהחל בנייתו בתקופה זו היה משכן הכנסת. בתחרות שנפתחה בשנת 1956 זכה האדריכל קלארווין בשנת 1957, ועבודות הבנייה החלו בשנת 1961 במימונו של הברון ג'יימס דה רוטשילד. בין השנים 1956–1961 נבנו גם מכון ון ליר (בנייתו הסתיימה בשנת 1965), האקדמיה הלאומית למדעים, ההיברו יוניון קולג' ובית החינוך על שם ארלוזורוב.
בשלהי שנות ה-50 ניסה חוסיין, מלך ירדן להתמודד עם המרמור שחשו אזרחי מזרח ירושלים על ההזנחה הרבה של השלטון המרכזי והעדר הפיתוח בעירם. בשנת 1959 הכריז חוסיין כי ירושלים היא בירה שנייה של המדינה והעירייה קיבלה את התואר "אמאנה" - עיריית הבירה. צעדים אלה היו צעדים סמליים בלבד, ולא לוו בצעדים פיננסיים והזרמת תקציבים. ההזנחה הרבה של העיר הביאה להתפטרות קולקטיבית של כל חברי מועצת העירייה הירדנית.
שנות ה-60.
לאחר פטירתו של ראש העיר גרשון אגרון בשלהי 1959, נערכו בחירות חדשות למועצת העיר. ב-15 בדצמבר התכנסה מועצת העיר ובחרה במרדכי איש שלום כראש עיריית ירושלים. בשנת 1961 החלה בניית משכן הכנסת וזו הסתיימה בשנת 1966. באותה תקופה נבנה בסמוך מוזיאון ישראל. מבנה היכל הספר נבנה בין השנים 1962–1965 והיה ראשון ממבני המוזיאון. במקביל, הוקם גן הפסלים על שם בילי רוז. המוזיאון עצמו, אשר תוכנן על ידי אלפרד מנספלד ודורה גד נחנך בשנת 1965. מבנה תרבות נוסף שהוקם באותה עת היה תיאטרון ירושלים אשר תכנונו החל בשנת 1958, אולם אבן הפינה הונחה רק בשנת 1964 והמבנה הושלם רק בשנת 1971.
בשנת 1962 הוחלט על הקמת בניין חדש לעיריית ירושלים. בתחרות שנערכה הוחלט על בניית גורד שחקים עבור העירייה בסמוך לגן העצמאות. ב-1965 נבחר טדי קולק לראשות העירייה, וזה עצר את התוכנית להעביר את העירייה ממשכנה ההיסטורי, ואולם האישורים לבניית גורד השחקים כבר ניתנו ובמקום נבנה מלון פלזה.
ביקורו של האפיפיור פאולוס השישי בשנת 1964 בירושלים הוביל לגל של פיתוח בעיר המזרחית. משנקבע הביקור, בשנת 1962, החלו עבודות שיקום ושימור ברחבת הר הבית וכיפת הסלע צופתה בארחי אלומיניום מוזהבים. כמו כן, הוחלפו אריחי הקרמיקה של המבנה באריחים שהובאו מקוטחיה שבטורקיה. לצד ציפוי כיפת הסלע בלוחות מוזהבים, צופתה כיפתו של מסגד אל-אקצא באריחי אלומיניום מוכספים. בשנה זו נערך במלון אינטרקונטיננטל שעל הר הזיתים כנס היסוד של ארגון אש"ף אשר היווה למעשה ראשיתה של תחילת הפעילות הפלסטינית הממוסדת מאז מלחמת העצמאות. מיקומו של הכנס בירושלים הדגיש את השאיפה הפלסטינית להפוך את ירושלים לבירת המדינה הפלסטינית העתידית, אף שהדבר לא צוין מפורשות ולא הוצגו כל דרישות לשלטונות הירדנים.
במסגרת ההכנות לקראת הביקור החליט המלך חוסיין על הקמת גן גדול בשטחי הרובע היהודי ההרוס. במסגרת ההכנות פונו תושבים אשר התיישבו בבתי הרובע ההרוסים. מטרת בניית גן זה הייתה לפאר את העיר העתיקה וליצור ריאה ירוקה הסמוכה להר הבית מחד, תוך פינוי הריסות הרובע היהודי מאידך. בניית הפארק לא החלה ולאחר ביקור האפיפיור התוכנית נגנזה. בתקופה זו גם החל המלך חוסיין לבנות ארמון מלכותי בתל אל פול, אולם עבודות הבנייה לא הסתיימו עד איחוד שני חלקי העיר.
בנובמבר 1966 פרץ בירושלים המזרחית גל של הפגנות אנטי-האשמיות, בעקבות פעולת התגמול הצה"לית בסמוע. ב-25 בנובמבר החלה תפילת יום השישי בהפגנת ענק נגד השלטון ההאשמי. לאחר שהמפגינים חטפו נשק של חייל ירדני החלו השוטרים לירות על המפגינים. הפגנות סוערות אלה נמשכו גם בשנת 1967 עד איחוד העיר במלחמת ששת הימים, אולם לקראת המלחמה דרישת המפגינים הייתה כי לאחר הניצחון הירדני כנגד ישראל יקבלו את השליטה בעיר ויורשו להפוך אותה לבירתם.
התפתחותה של העיר.
העיר המערבית.
השנים שלאחר מלחמת העצמאות.
בעקבות ההכרזה על העיר כבירת המדינה, ועל מנת לאפשר את תפקודה של העיר כבירת המדינה, נחנך ב-7 בדצמבר 1948 "כביש הגבורה" שנועד להחליף את "דרך בורמה" הקשה למעבר. במקביל החלה הפעלה מחודשת של קו הרכבת לירושלים מתל אביב, והוקם "קו השילוח" – קו מים שנועד לספק 3,500 מ"ק מים לעיר במקום קווי המים שנותקו במלחמת העצמאות. קו מים נוסף שהונח זמן קצר לאחר מכן, בין קיבוץ חולדה לשער הגיא, ובניית תחנת שאיבה בכפר אוריה, אפשר הגדלת הזרמת המים לעיר לכמות של 15,000 מ"ק.