洛州、河南府均治洛阳。武则天光宅元年(684年)始,改东都为神都 ,对都城进行扩建,修建了明堂、万国天枢等。武则天称帝后,改国号为周,史称武周,定都洛阳,以更大的规模开凿龙门石窟,奉先寺卢舍那大像龛便是盛唐雕刻艺术的辉煌代表。武则天还令薛怀义为白马寺住持,大规模整修白马寺。 唐代,中国佛教臻于鼎盛,佛教史上势力最大、影响最广、流传最久的教派禅宗在洛阳形成。唐天祐四年(907年),唐室亡祚,其后中原地区相继出现了后梁、后唐、后晋、后汉、后周五个短暂的王朝,史称五代。其中,后梁 、后唐 、后晋 均曾都洛阳,后汉、后周以洛阳为陪都。这一时期洛阳仍是全国政治、经济、文化的中心。以上计夏、商、西周、东周、东汉、曹魏、西晋、北魏、隋、唐(含武周)、后梁、后唐、后晋等十三朝以洛为都,洛阳成为中国建都时间最长的城市。此外,新莽末年更始帝、隋末王世充、唐中叶安禄山都曾在洛阳立国。宋以洛阳为西京 ,置河南府。朝廷设“国子监”于洛阳,名臣遗老和文人学士多会于此,赵普、吕蒙正、富弼、文彦博、欧阳修都曾居住洛阳。 理学家程氏兄弟、邵雍等,在洛阳著书讲学。司马光在洛阳完成了史学巨著《资治通鉴》。 金代定洛阳为中京,改河南府曰金昌府,并河南县入洛阳县。时因洛阳旧城毁弃,便在隋唐城东北角另筑新城,周围不足9里,即今日老城之前身,它仅是隋唐洛阳城的一小部分而已。