L'année 1878 marqua un véritable tournant dans l'histoire de Banja Luka. Après la défaite de l'Empire ottoman dans la guerre russo-turque de 1877-1878 et à la suite du Congrès de Berlin, la Bosnie et l'Herzégovine furent placées sous le contrôle de l'Empire d'Autriche-Hongrie, ces régions restant officiellement intégrées à l'Empire ottoman ; dès la fin d'octobre 1878, les Autrichiens avaient en fait occupé toute la Bosnie et son territoire fut réorganisé. Au moment où les Autrichiens entrèrent dans la ville, elle comptait habitants et avait l'allure d'une ville orientale. La période austro-hongroise fut caractérisée par d'importants changements dans la ville qui s'occidentalisa et s'industrialisa. De larges artères furent ouvertes, comme l'actuelle rue Kralja Petra. L'approvisionnement en eau, le système d'égouts et l'éclairage électrique furent améliorés. Un hôpital fut ouvert en 1879 et le lycée de Banja Luka fut créé en 1895. Une voie ferrée relia à la ville à Vienne et à Budapest. L'industrie se développa notamment avec la création d'une manufacture de tabac et l'usine de transformation du bois Bosna holc. Le premier recensement officiel eut lieu le et la ville comptait alors habitants.