En el siglo XVI, Babur, un descendiente timúrida de Timur y de Genghis Khan del valle de Fergana (actual Uzbekistán), barrió el paso de Khyber y fundó el Imperio mogol, cubriendo la India, junto con el moderno Afganistán, Pakistán y Bangladés. Los mogoles eran descendientes de turquicos persianizados del Asia Central (con una importante mezcla de mongoles). En la era mogol, Uttar Pradesh se convirtió en el corazón del imperio. Los emperadores mogoles Babur y Humayun gobernaron desde Delhi. En 1540, un afgano, Sher Shah Suri, tomó las riendas de Uttar Pradesh después de derrotar al rey mogol Humanyun. Sher Shah y su hijo Islam Shah Suri gobernaron a Uttar Pradesh desde su capital en Gwalior. Después de la muerte de Islam Shah Suri, su primer ministro Hemu se convirtió en el gobernante "de facto" de Uttar Pradesh, Bihar, Madhya Pradesh y partes occidentales de Bengala. Se le otorgó el título de "Hemchandra Vikramaditya" (título de Vikramāditya adoptado del período Védico) en su coronación formal que tuvo lugar en la fortaleza de Purana Quila en Delhi el 7 de octubre de 1556. Un mes más tarde, Hemu murió en la segunda batalla de Panipat, y Uttar Pradesh quedó el gobierno del emperador Akbar. Akbar gobernó desde Agra y Fatehpur Sikri. En el siglo XVIII, después de la caída de la autoridad mogol, el Imperio maratha llenó el vacío de poder a mediados del siglo XVIII, el ejército Maratha invadió la región de Uttar Pradesh, que resultó en que los rohillas perdieran el control de Rohilkhand ante las fuerzas marathas lideradas por Raghunath Rao y Malharao Holkar. El conflicto entre los rohillas y los marathas finalizó el 18 de diciembre de 1788 con el arresto de Ghulam Qadir, nieto de Najeeb-ud-Daula, quien fue derrotado por el general maratha Mahadaji Scindia. En 1803, después de la Segunda Guerra Anglo-Maratha, cuando la Compañía Británica de las Indias Orientales derrotó al Imperio maratha, gran parte de la región quedó bajo la soberanía británica.